CN1886772A - 自发光型显示装置的驱动方法和自发光型显示装置的显示控制装置以及自发光型显示装置的电流输出型驱动电路 - Google Patents

自发光型显示装置的驱动方法和自发光型显示装置的显示控制装置以及自发光型显示装置的电流输出型驱动电路 Download PDF

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Abstract

在普通的自发光型显示装置中,有时存在从低灰度显示转移到高灰度显示时以低于规定灰度的灰度进行显示的弊病。本发明的自发光型显示装置的驱动方法,包含以下步骤:在第1期间,对所述各像素电路施加符合显示灰度的灰度电流的步骤;在后续于所述第1期间的第2期间,对所述自发光元件施加基于所述灰度电流的显示电流,以显示相符的所述显示灰度的步骤;以及在所述第1期间前的第3期间,根据规定的第1条件对所述自发光元件施加预充电电流的步骤。

Description

自发光型显示装置的驱动方法和自发光型显示装置的显示控制装置 以及自发光型显示装置的电流输出型驱动电路
技术领域
本发明涉及实现使用例如有机电场发光元件等有机发光元件的显示装置的驱动方法的自发光型显示装置的驱动方法、自发光型显示装置的显示控制装置、自发光型显示装置的电流输出型驱动电路等。该有机发光元件用于利用电流量进行灰度显示的显示装置中使用的、进行电流输出的驱动用半导体电路等。
背景技术
由于有机发光元件是自发光元件,因而不需要液晶显示装置中需要的背后照明,具有视场角大等优点,有希望用作下一代显示装置。
图4示出一般有机发光元件的元件结构剖视图。将有机层42构成为被阴极41和阳极43夹在中间。若将其连接直流电源44,则正空穴和电子分别从阳极43和阴极41注入到有机层42。电源44形成的电场使注入的正空穴和电子在有机层42内移动到对置的电极。在移动中途,电子与正空穴在有机层42内重新结合,产生激子。在激子的能量去激活的过程中,可观测发光。发光的色,因激子具有的能量而不同,实质上为具有与有机层42具有的能带间隙的值对应的能量的波长的光。
为了将有机层内产生的光取出到外部,电极的至少一方使用在可见光区透明的材料。为了便于对有机层注入电子,阴极采用功函数低的材料。例如铝、镁、钙等。为了耐久性、进一步降低功函数,有时采用它们的合金、铝锂合金这些材料。
根据正空穴注入方便,一阳极采用离子化势能大的材料。由于阴极没有透明性,这里的电极多数采用透明性材料。因此,通常采用ITO(Indium Tin Oxide:氧化铟铅)、金、氧化铟锌(IZO)等。
近年来,使用低分子材料的有机发光元件中,为了提高发光效率,有时将有机层42构成多层。因此,各层可分担载流子注入、载流子对发光区的移动、具有希望波长的光的发光功能,通过分别对各层采用效率良好的材料,可制成具有较高效率的有机发光元件。
这样形成的有机发光元件如图5(a)所示,亮度对电流成正比;如图5(b)所示,亮度对电压为非线性关系。因此,进行灰度控制时,利用电流值进行控制较佳。
有源矩阵型的情况下,有电压驱动方式和电流驱动方式这两种。
电压驱动方式使用电压输出型源极驱动器,在像素内部将电压变换成电流,并将变换后的电流供给有机发光元件。
在这种方法中,由于利用每一像素设置的晶体管进行电压电流变换,输出电流随该晶体管的特性偏差产生偏差,存在发生亮度不匀的问题。
电流驱动方式使用电流输出型源极驱动器,仅具有在像素内部保持一扫描期输出的电流值的功能,并且对有机发光元件供给与源极驱动器相同的电流值。
图6示出电流驱动方式的例子。图6的方式在像素电路使用电流复制器方式。
图7示出图6的像素67工作时的电路。
如图7(a)所示,选择像素时,栅极驱动器35输出信号,使该像素的行的栅极信号线61a让开关形成导通状态,并使61b为非导通状态。图7(a)示出这时的像素电路的状况。这时,作为输入到源极驱动器36的电流的源极信号线60中流通的电流,在虚线71所示的路径上流通。因此,晶体管62流通与流过源极信号线60的电流相同的电流。于是,节点72的电位为符合晶体管62的电流电压特性的电位。
接着,变成非选择状态时,由栅极信号线61形成图7(b)所示的电路。电流按用73表示的虚线的路径,从EL电源线64流到发光元件63。此电流取决于节点72的电位和晶体管62的电流电压特性。
图7(a)和(b)中,节点72的电位不变。因此,图7(a)和(b)中,同一晶体管62流通的漏极电流相同。据此,有机发光元件63中流通数值与源极信号线60中流通的电流值相同的电流。即使晶体管62的电流电压特性存在偏差,在原理上也不影响电流71和73的值,能实现不受晶体管特性偏差影响的均匀显示。
因此,为了取得均匀显示,需要使用电流驱动方式,从而源极驱动器36必须是电流输出型的驱动器集成电路(IC)。
图10示出输出符合灰度的电流值的电流驱动器IC的输出级的例子。对显示灰度数据54,数—模变换部106从104进行模拟电流输出。模—数变换部的组成部分包含多个(至少为灰度数据54的位数)灰度显示用电流源103和开关108、以及规定每一个灰度显示用电流源103流通的电流值的公共栅极线107。
图10中,对3位的输入105输出模拟电流。通过由开关108选择是否将数量符合位加权的电流源103连接到电流输出104,能输出符合灰度的电流,例如数据1时,电流源103输出1份额电流,数据7时则输出7份额的电流。通过对该组成并联数量符合驱动器输出数的106,能实现电流输出型驱动器。为了补偿晶体管103的温度特性,由分配用镜晶体管102决定公共栅极线107的电压。晶体管102和电流源群103构成电流镜,根据基准电流89的值决定每一灰度的电流。利用此组成,输出电流根据灰度进行变化,而且由基准电流决定每一灰度的电流。
图21至图23示出作为使用有机发光元件的本发明电子设备的一个例子的显示装置的例子。图21示出电视机的立体图(图21(a)及其组成框图(图21(b))、图22示出数字照相机或数字录像摄像机、图23示出便携信息终端。有机发光元件响应速度快,因而成为显示活动图像的机会多的这些显示装置适用的显示板(例如参考日本国专利公开2001-147659号公报)。
图10所示的电流驱动器中,并联个数为(灰度级数-1)的规模相同的晶体管103,使与输出关联的晶体管103的个数对输入数据变化,从而进行电流输出。因此,灰度与输出电流形成正比的关系。将该电流原样输出时,根据人的视觉特性,能看到整个发白(低灰度侧发白)。在普通显示器的驱动装置中,对适应各灰度的输出进行伽马校正后,使其输出。在液晶显示器的情况下,由于是电压驱动,需要符合各灰度的电压值(在电压的情况下,不能如电流那样根据灰度份额相加进行表现,因而每一灰度需要电压)。因此,在各灰度电压级调整为形成符合伽马校正的电压输出的电压值,并加以输出,所以即便是6位的驱动器,也已作伽马校正,能充分显示灰度。
另一方面,电流驱动器中,即便同样是6位,由于未作伽马校正,为了使低灰度部的级距细,却要求比6位细的灰度输出。用帧抽删(FRC)实施这点时,最低限度也需要4帧之间的帧抽删,有时有机发光元件响应速度快,产生闪烁。因此,需要不用FRC地进行细灰度表现,例如需要做成8位。
这种问题是将灰度与输出电流成正比的电流驱动器和输入电流与亮度成正比的电流输出型显示元件组合时特有的问题。
为了不作基于FRC的伽马校正,可考虑构成使电流驱动器的输出从6位增加到8位,并且在源极驱动器输入前进行伽马处理,将伽马处理后的8位信号输入到源极驱动器。
作为将电流驱动器的输出从6位扩充到8位的方法,有准备255个晶体管103的方法,但此方法与过去的方法(63个晶体管103)相比,需要4倍的晶体管103,源极驱动器的面积也随着增加。输出级晶体管占整个芯片面积的比率为7成左右,因而与仅为6位时相比,为约3倍的规模。在成本方面也影响大。
发明内容
因此,本发明考虑上述课题,其目的在于提供即使增加电流驱动器的输出位数也能将电路规模的增大抑制成较小的、电流输出型半导体电路、显示用驱动装置、显示装置、电流输出方法。
第1本发明是一种自发光型显示装置的驱动方法,该显示装置具有排列成矩阵状的自发光元件、以及与各所述自发光元件对应设置的各像素电路,驱动方法包含以下步骤:
在第1期间,对所述各像素电路施加符合显示灰度的灰度电流的步骤;
在后续于所述第1期间的第2期间,对所述自发光元件施加基于所述灰度电流的显示电流以显示相符的所述显示灰度的步骤;以及
在所述第1期间前的第3期间,根据规定的第1条件对所述自发光元件施加预充电电流的步骤。
第2本发明是第1本发明的自发光型显示装置的驱动方法,其中,可对应于授予所述自发光元件上施加的显示电流的显示灰度,改变所述第3期间。
第3本发明是第1本发明的自发光型显示装置的驱动方法,其中,对所述矩阵的同一列上的规定行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值与所述规定行的下一行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值进行比较;
作为所述规定的第1条件,在这些电流值的差额大于等于规定值的情况下显示所述下一行时,在所述第3期间对所述下一行的所述自发光元件施加预充电电流。
第4本发明是第3本发明的自发光型显示装置的驱动方法,其中,所述第3期间可随所述差额的大小改变。
第5本发明是第1或第3本发明的自发光型显示装置的驱动方法,其中,对所述矩阵的同一列上的规定行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值与所述规定行的下一行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值进行比较;
作为所述规定的第1条件,在这些电流值的差额小于规定值的情况下显示所述下一行的所述自发光元件时,不施加所述预充电电流。
第6本发明是第1本发明的自发光型显示装置的驱动方法,其中,作为所述规定的第1条件,在所述自发光元件进行的显示的显示灰度为与黑显示对应的电流值的情况下进行该显示时,不施加所述预充电电流。
第7本发明是第1本发明的自发光型显示装置的驱动方法,其中,所述预充电电流的值是相当于进行白显示的电流值。
第8本发明是第1本发明的自发光型显示装置的驱动方法,其中,从分别与预先在驱动电路中准备的多个脉冲长度对应的第3期间群,选择所述第3期间。
第9本发明是第1本发明的自发光型显示装置的驱动方法,其中,还包含在所述第3期间前的所述第4期间,根据规定的第2条件对所述自发光元件施加规定的电压的步骤。
第10本发明是第9本发明的自发光型显示装置的驱动方法,其中,对所述矩阵的同一列上的规定行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值与所述规定行的下一行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值进行比较;
作为所述规定的第2条件,在这些电流值的差额大于等于规定值的情况下显示所述下一行时,在所述第4期间对所述下一行的所述自发光元件施加所述规定的电压。
第11本发明是第9本发明的自发光型显示装置的驱动方法,其中,作为所述规定的第2条件,在所述自发光元件进行的显示的显示灰度为与黑显示对应的电流值的情况下进行该显示时,在所述第4期间对所述自发光元件施加所述规定的电压。
第12本发明是第9本发明的自发光型显示装置的驱动方法,其中,所述规定的电压是等于与所述自发光元件最后进行的显示时施加的电流值相当的电压、或相当于进行低灰度彩色显示时的电压。
第13本发明是第12本发明的自发光型显示装置的驱动方法,该显示装置使用有机发光元件,其中,所述第1电压是相当于进行黑显示时的电压。
第14本发明是一种自发光型显示装置的显示控制装置,其中,该自发光型显示装置具有排列成矩阵状的自发光元件、以及与各所述自发光元件对应设置的各像素电路,并且在第1期间,对所述各像素电路施加符合显示灰度的灰度电流,在后续于所述第1期间的第2期间,对所述自发光元件施加基于所述灰度电流的显示电流,以显示相符的所述显示灰度;
所述显示控制装置包含在所述第1期间前的第3期间,根据规定的第1条件对所述自发光元件施加预充电电流的预充电电流施加单元。
第15本发明是第14本发明的自发光型显示装置的显示控制装置,其中,可对应于授予所述自发光元件上施加的显示电流的显示灰度,改变所述第3期间。
第16本发明是第14本发明的自发光型显示装置的显示控制装置,其中,对所述矩阵的同一列上的规定行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值与所述规定行的下一行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值进行比较;
作为所述规定的第1条件,在这些电流值的差额大于等于规定值的情况下显示所述下一行时,在所述第3期间对所述下一行的所述自发光元件施加预充电电流。
第17本发明是第16本发明的自发光型显示装置的显示控制装置,其中,所述第3期间可随所述差额的大小改变。
第18本发明是第14或第16本发明的自发光型显示装置的显示控制装置,其中,对所述矩阵的同一列上的规定行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值与所述规定行的下一行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值进行比较;
作为所述规定的第1条件,在这些电流值的差额小于规定值的情况下显示所述下一行的所述自发光元件时,不施加所述预充电电流。
第19本发明是第14本发明的自发光型显示装置的显示控制装置,其中,作为所述规定的第1条件,在所述自发光元件进行的显示的显示灰度为与黑显示对应的电流值的情况下进行该显示时,不施加所述预充电电流。
第20本发明是第14本发明的自发光型显示装置的显示控制装置,其中,所述预充电电流的值是相当于进行白显示的电流值。
第21本发明是一种自发光型显示装置的电流输出型驱动电路,其中,该自发光型显示装置具有排列成矩阵状的自发光元件、以及与各所述自发光元件对应设置的各像素电路,在第1期间,对所述各像素电路施加符合显示灰度的灰度电流,在后续于所述第1期间的第2期间,对所述自发光元件施加基于所述灰度电流的显示电流以显示相符的所述显示灰度,并且在所述第1期间前的第3期间,根据规定的第1条件对所述自发光元件施加预充电电流,所述电流输出型驱动电路包含同时产生时间长度不同的多个所述第3期间的第3期间产生单元。
第22本发明是第21本发明的自发光型显示装置的电流输出型驱动电路,其中,根据施加所述预充电电流时的脉冲长度,产生所述多个第3期间。
第23本发明是第21本发明的自发光型显示装置的电流输出型驱动电路,其中,用作电流输出型源极驱动电路。
第24本发明是一种自发光型显示装置,其中包含排列成矩阵状的自发光元件;
与各所述自发光元件对应设置的各像素电路;以及
驱动所述自发光元件和所述像素电路的驱动电路,
作为所述驱动电路,至少具有一个或更多第21本发明中所述的电流输出型驱动电路。
第25本发明是一种自发光型显示装置,其中包含
排列成矩阵状的自发光元件;
与所述自发光元件对应设置的各像素电路;
第14本发明的自发光型显示装置的显示控制装置;以及
第21本发明的自发光型显示装置的电流输出型驱动电路,
所述显示控制装置执行有关施加所述预充电电流的动作。
第26本发明是第24或第25本发明的自发光型显示装置,其中,所述自发光元件是有机EL元件。
第27本发明是一种电子设备,其中,设置第26本发明的自发光型显示装置作为显示单元。
第28本发明是第21本发明的电子设备,其中,用作电视机。
第29本发明是一种程序,其中,用于使计算机执行第1本发明的自发光型显示装置的驱动方法的、在第1期间,对所述各像素电路施加符合显示灰度的灰度电流的步骤;在后续于所述第1期间的第2期间,对所述自发光元件施加基于所述灰度电流的显示电流以显示相符的所述显示灰度的步骤;以及在所述第1期间前的第3期间,根据规定的第1条件对所述自发光元件施加预充电电流的步骤。
第30本发明一种记录媒体,可由计算机进行处理,其中,记录第29本发明的程序。
采用本发明的电流输出型半导体电路、显示用驱动装置、显示装置、电流输出方法,则即使增加电流驱动器的输出位数,也能将电路规模的增大抑制成较小。
附图说明
图1是示出本发明电流输出型半导体电路的输入信号波形的图。
图2是做成从外部选择是否每一1点份额的视频信号进行预充电时的驱动器IC的框图。
图3是示出使用多个源极驱动器IC的显示板的图。
图4是示出有机发光元件的结构的图。
图5(a)是示出有机发光元件的电流—电压—亮度特性的图,(b)是示出有机发光元件的电流—电压—亮度特性的图。
图6是示出使用电流复制器组成的像素电路的有源矩阵型显示装置的电路的图。
图7(a)是示出电流复制器电路的运作的图,(b)是示出电流复制器电路的运作的图。
图8是示出恒流源电路的图。
图9是示出预充电脉冲、预充电判断信号与施加判断部输出的关系图。
图10是示出已有电流输出型驱动器的将电流输出到各输出用的电路的图。
图11是示出图10的灰度显示用电流源103的晶体管规模与输出电流偏差的关系图。
图12(a)是示出电流复制器组成的像素电路中在像素流通源极信号线电流时的等效电路的图,(b)是示出电流复制器组成的像素电路中在像素流通源极信号线电流时的等效电路的图。
图13是示出1输出端子的电流输出与预充电电压施加部和切换开关的关系图。
图14(a)是示出构成各晶体管群的晶体管的沟道规模与偏差的关系图,(b)是示出构成各晶体管群的晶体管的沟道规模与偏差的关系图。
图15是示出1水平扫描期内的预充电电压实施期与基于灰度数据的电流的输出期的关系图。
图16是示出可差动输入的源极驱动器的输入部的电路组成图。
图17(a)是示出灰度数据与预充电判断信号的关系图,(b)是示出灰度数据与预充电判断信号的关系图,(c)是示出灰度数据与预充电判断信号的关系图。
图18是示出将输入串行电流分配给各信号的电路的图。
图19是示出使用图25和图14(a)所示的输出级的源极驱动器的输出电流在相邻端子之间的偏差与灰度的关系图。
图20是示出采用n型晶体管时的使用电流复制器的像素电路的图。
图21是对使用本发明实施方式的显示装置示出用于电视机的情况。
图22是对使用本发明实施方式的显示装置示出用于数字照相机的情况。
图23是对使用本发明实施方式的显示装置示出用于便携信息终端的情况。
图24示出使用本发明实施方式的半导体电路的电流输出部的概念的图。
图25是示出图24的组成中用晶体管构成电流源的情况的图。
图26是示出图24或图25所示的电流输出部的输入信号的灰度对输出电流的关系图。
图27是示出以某规模的晶体管组成输出8位数据中的低端1位,并对其余的高端7位备有比低端1位的晶体管漏极电流量大的晶体管且根据晶体管的个数进行灰度显示的电流输出级的图。
图28是示出通过每一色串行地高速输入数据使源极驱动器输入信号线数减少的情况下传送数据时的时序图的图。
图29是示出通过每一色串行地高速输入数据使源极驱动器输入信号线数减少的情况下传送命令时的时序图的图。
图30是示出1水平扫描期的图28和图29的传送顺序的图。
图31是示出图6或图44的EL电源线的布线的图。
图32是示出利用晶体管沟道宽度对8位视频输入调整低端2位与高端6位之间的电流大小关系,并且在各位内使电流根据晶体管个数变化的输出级的组成中对与最高端位对应的电流源进一步添加电流源的组成图。
图33是示出灰度127与灰度128的电流差的图。
图34是示出图25的256灰度显示的驱动器中的晶体管241的输出电流值的逻辑值偏移容许极限与显示灰度的关系图。
图35是示出具有图39的输出级的源极驱动器中检测出灰度翻转并进行校正时的电路组成图。
图36是示出灰度3与灰度4的灰度差的图。
图37是示出灰度131与灰度132的灰度差的图。
图38是示出做成能在1水平扫描期内有选择地输出适应灰度的电流和适应灰度的电压中的任一方或按时间顺序将其输出时的输出级的组成图。
图39是示出使用提高信号线时的带最高端位电流源电流提高功能的电流输出级的图。
图40是示出有多个预充电电源24的电压而且可进行有选择地输出多个电压的哪一个并进行电流输出或仅进行电流输出的源极驱动器中的预充电脉冲、预充电判断信号和源极信号线的关系图。
图41是示出本发明中判断是否输出预充电电压的流程图的图。
图42是示出实现本发明的预充电方式用的预充电判断信号产生部的图。
图43是示出一例具有发生灰度翻转时通过改变提高信号的电平消除灰度翻转的功能的源极驱动器的组成图。
图44是示出使用电流镜形式的像素组成的显示装置的图。
图45是示出区域452得不到规定亮度的显示图案的例子。
图46是示出区域462的上侧1~5行左右的亮度变高的图案的例子的图。
图47是示出灰度0至灰度4、灰度0至灰度255的源极信号线电流和电压的变化图。
图48是示出灰度255至灰度4、灰度255至灰度0的源极信号线电流和电压的变化图。
图49是示出设置灰度0至灰度4变化大时最大电流流通期的情况下源极信号线电流与电压的关系图。
图50是示出进行是否作电压和电流预充电的判断的流程的图。
图51是示出视频信号灰度与写入到存储器522的数据的关系图。
图52是示出进行与1行前的数据的比较的电路的框图。
图53是示出利用与1行前数据比较改变电流预充电的处理方法的电路的框图。
图54是示出命令A的值与不作电流预充电的条件的关系图。
图55是示出判断第1行数据时是否作电流预充电和电压预充电用的电路的框图。
图56是示出根据1行前的数据判断是否进行电流预充电的电路的框图。
图57是示出根据视频信号的灰度判断是哪个期间进行电流预充电或不进行电流预充电的电路的框图。
图58是示出利用拖尾对付措施设定是否进行电流预充电、电流预充电进行期的电路的框图。
图59是示出做成能对电流预充电周期选择单元决定的电流预充电期利用输入命令更改成不进行预充电的电路的命令与电流预充电判断基准的关系图。
图60是示出进行电压预充电判断的电路的框图。
图61是示出图60中的命令L的值与是否作电压预充电的判断基准的关系图。
图62是示出判断是否进行对输入视频信号的电流预充电和电压预充电并决定电流预充电期的预充电判断信号产生部的图。
图63是示出预充电运作与预充电判断信号的关系图。
图64是示出编入使用本发明的源极驱动器和控制IC的显示装置的电路组成图。
图65是具有电流预充电功能和输出栅极驱动器控制信号的功能的源极驱动器的框图。
图66是示出栅极线651与栅极驱动器652的关系图。
图67是示出根据视频信号产生预充电判断信号并串行输出数据的电路的框图。
图68是示出存储器522、数据变换部521的时序图的图。
图69是示出产生电流预充电脉冲和电压预充电脉冲用的电路框图的图。
图70是示出在输出级使用电流复制器时的驱动器IC的框图的图。
图71是示出实现数—模变换部的电路例的图。
图72是示出连接多个驱动器IC时的灰度基准电流信号的布线的图。
图73是示出电流保持单元的电路的图。
图74是示出利用栅极信号线741改变节点742和驱动晶体管731的漏极电流的情况的图。
图75是示出驱动晶体管的漏极电流—栅极电压特性的图。
图76是示出将迁移率不同的晶体管用于各输出的驱动晶体管时“突降”造成的漏极电流不同。
图77是示出电流复制器电路中插入1个晶体管以减小“突降”时的电流保持单元的图。
图78是示出灰度基准电流产生部的电路的图。
图79是示出图77中2条栅极信号线的波形的图。
图80是示出灰度基准电流产生部的电路的图。
图81是示出基准电流产生部的图。
图82是示出包含启动信号的数—模变换部的电路的图。
图83是示出1水平扫描期的定时脉冲、芯片启动信号、选择信号和灰度电流信号的关系图。
图84是示出W/L不同的晶体管的电流—电压特性的图。
图85是示出使用小振幅高速传送视频信号和预充电标记并带有设定电子电位器和设定预充电期用的1位命令的源极驱动器时的显示板的组成例的图。
图86是示出由同一信号线高速传送预充电标记和视频信号时的传送模式例的图。
图87是示出命令线的时序图的图。
图88是示出产生适应灰度的预充电电压的预充电电压变换部的电路组成图。
图89是图85中用的源极驱动器的内部框图。
图90是示出与灰度数据对应的电流电压输出的关系和与灰度数据同步传送的预充电判断信号的传送例的图。
图91是示出对与视频信号线相同的信号线输入基准电流设定和预充电施加期设定信号时的各传送模式例的图。
图92是示出在1水平扫描期内数据传送期与消隐期的关系图。
图93是示出使视频信号线与基准电流和预充电期设定信号线共用时的源极驱动器内部组成图。
图94是示出使用具有栅极驱动器控制线输出的源极驱动器时的驱动器IC之间的布线的图。
图95是示出本发明实施方式中的数据传送方法的图。
图96是示出1水平扫描期内的数据传送例的图。
图97是示出源极驱动器内部使灰度数据、预充电反相信号、栅极驱动器控制线与视频信号线分离后的各信号线波形的图。
图98是示出具有栅极驱动器控制线输出功能的源极驱动器内部组成图。
图99是示出图98的预充电电压产生部的图。
图100是示出图98的预充电电压选择和施加判断部的图。
图101是示出图100中的译码部1001的输入输出关系图。
图102是示出使用图6的像素电路时的源极信号线电流与源极信号线电压的关系图。
图103是示出在电流输出级除设置适应灰度的电流源外还设置利用电流预充电线供给电流用的电流源的图。
图104是示出源极信号线电流从10nA变化到0nA时的变化状况图。
图105是示出源极信号线电流从0nA变化到10nA时的变化状况图。
图106是在源极信号线的电流电压特性上示出图104和图105中的变化图。
图107是示出进行电流预充电时的源极信号线电流变化状况图。
图108是示出在水平扫描期的始端输出规定电流的10倍的电流时的源极驱动器输出随时间变化图。
图109是示出实现图108那样的电流输出用的源极驱动器的组成图。
图110是示出与多色输出对应的源极驱动器的基准电流产生部和电流输出级的组成图。
图111是示出与多色输出对应的预充电电流输出组成(预充电基准电流产生部、预充电电流输出级)的图。
图112是示出能将预充电电流和预充电电压输出到源极信号线的源极驱动器的组成图。
图113是示出图112的预充电电流电压输出级的内部组成图。
图114是示出图113的判断信号译码部1131的输入与开关1132至1135的状态的关系图。
图115是示出输出在源极驱动器中输入的预充电标记862的流程图的图。
图116是示出预充电标记产生部和对源极驱动器的发送部的图。
图117是示出能选择电压预充电和多个不同周期中的1个周期并进行预充电的源极驱动器的组成图。
图118是示出具有进行电流预充电的功能的电流输出部1171的电路的图。
图119是示出脉冲选择部1175的输入输出信号的关系图。
图120是示出根据图119使脉冲选择部运作时的预充电脉冲1174、451和预充电判断线984和输出的时间变化图。
图121是示出构成图117的驱动器IC的输入信号格式的图。
图122是示出具有进行电流预充电的功能的电流输出部1171的电路的图。
图123是示出显示灰度与需要的预充电电流输出期的关系图。
图124是示出使用电流预充电时的电流变化图。
图125是示出各水平扫描期中输出预充电电压和预充电电流时的源极信号线电流的变化状况图。
图126是示出多个水平扫描期中源极信号线电流不变化的情况下不设置预充电电压施加期1251和预充电电流输出期1252时的源极信号线电流变化状况图。
图127是示出存在源极信号线连续输出相同的电流的情况和该电流变化的情况的显示模式例的图。
图128是示出图127中使用本发明时的源极信号线电流的变化图。
图129是示出仅在源极信号线电流有变化时产生预充电电压或预充电电流输出期用的判断方法的图。
图130是示出驱动晶体管62的漏极电流与栅极电压的关系因温度而变化的情况的图。
图131是示出在源极驱动器外部使用电阻元件和温度补偿元件并将因温度而不同的电压输入到预充电电压产生部的组成图。
图132是示出因温度而使预充电电压变化时的预充电电压变化例的图。
图133是示出图132那样输出预充电电压时的晶体管62的漏极电流相对于温度变化图。
图134是示出在外部设置温度补偿元件时对像素电路施加预充电电压的电路框图的图。
图135是示出利用温度探测单元的数据并由来自控制器的命令控制使预充电电压产生用电子电位器的值根据温度改变的电路框图的图。
图136是示出图135的电路组成中的电子电位器输出电压对温度的关系图。
图137是示出按图136的电子电位器对温度的关系控制预充电电压时的晶体管62基于温度的变化图。
图138是示出形成像素电路的阵列和该阵列内形成预充电电压产生用晶体管时的电路组成图。
图139是示出晶体管1381和62的栅极电压与漏极电流的关系图。
图140是示出本发明的预充电电压产生用晶体管配置方案的图。
图141是示出选择阵列内形成的预充电电压产生用电路中的1个并接入到源极驱动器输入端子的电路的图。
图142是示出分配并配置多个阵列内形成的预充电电压产生部时的电路组成图。
图143是示出晶体管62和1381在高温时的栅极电压与漏极电流特性的图。
图144是示出驱动晶体管62的早期效应造成的EL元件中流通的电流增加的情况的图。
图145是示出使用有机发光元件的显示装置中测量流过EL元件的总电流并使该电流值不管显示板怎样都恒定用的调整电路的图。
图146是对图145的调整电路示出调整方法的图。
图147是示出用微调电容器调整预充电电压时的例子的图。
图148是示出将温度探测单元的结果输入到控制器并根据该结果使源极驱动器和栅极驱动器的信号控制变化时的电路组成图。
图149是示出图148的组成中的栅极驱动器61b在1帧期间的波形的图。
图150是示出利用输出启动信号控制栅极信号线2的非点亮期时的波形的图。
图151是示出灰度与亮度的关系图。
图152是示出施加伽马校正时的视频信号灰度与源极驱动器输出灰度的关系图。
图153是示出对输入视频信号施加伽马校正后判断是否进行预充电用的电路组成图。
图154是示出本发明实施方式中的预充电判断信号产生部的图。
图155是示出整个屏幕显示灰度1时的某帧中各像素的显示灰度的图。
图156是示出依据源极驱动器的输出灰度数对施加伽马校正后的信号进行灰度变换的电路的框图。
图157是示出以源极驱动器的显示灰度为基准使第1行显示灰度0.25、第2至第4行显示灰度3时的某帧中各像素显示灰度的图。
图158是每一像素示出图157的显示模式中是否有预充电的判断的图。
图159是示出以源极驱动器的显示灰度为基准使第1行显示灰度0.25、第2至第4行显示灰度3时的某帧中各像素显示灰度的图。
图160是示出以源极驱动器的显示灰度为基准使第1行显示灰度0.25、第2至第4行显示灰度3时的某帧中各像素显示灰度、进位信号的值和预充电判断结果的图。
图161是示出对视频信号施加伽马校正、预充电处理的电路框图例的图。
图162是示出对视频信号施加伽马校正、预充电处理的电路框图例的图。
图163是示出输入到预充电判断信号产生部的数据的与各像素对应的数据的图。
图164是示出以源极驱动器的显示灰度为基准使第1行显示灰度0、第2至第4行显示灰度2.75时的某帧中各像素显示灰度的图。
图165是示出输入到预充电判断信号产生部的数据的与各像素对应的数据的图。
图166是示出与1行前的数据存在N灰度差或更大的差时进行预充电的情况下与1行前的数据存在N-1灰度差时的有关行与1行前的进位信号值的预充电判断结果的图。
图167是示出与1行前的数据存在N灰度差或更大的差时进行预充电的情况下与1行前的数据存在N灰度差时的有关行与1行前的进位信号值的预充电判断结果的图。
图168是示出对视频信号施加伽马校正、预充电处理的电路框图例的图。
图169是示出做成每一发光色能使电流预充电期不同用的脉冲产生部的电路组成图。
图170是示出脉冲合成部的内部电路的图。
图171是示出某水平扫描期中的电压预充电脉冲、电流差校正用脉冲、电流预充电脉冲的变化状况图。
图172是示出做成每一发光色能使电流预充电期不同用的脉冲产生部的电路组成图。
图173是示出能使电流预充电期和预充电电流值两者都变化的源极驱动器输出级的图。
图174是示出预充电判断线与预充电运作的关系图。
图175是示出本发明的输出电流值随时间变化图。
图176是示出可利用电子电位器调整预充电电压而且补偿像素的晶体管温度特性造成的电压变化的预充电电压产生部的电路组成图。
图177是示出能使电流预充电期和预充电电流值两者都变化的源极驱动器输出级的图。
图178是示出使用数据启动信号在垂直消隐期将灰度0插入到视频信号并且在预充电判断信号产生部输出规定信号用的电路组成图。
图179是示出图178中的黑数据插入部的运作的图。
图180是示出图178中的预充电判断信号更改部的运作的图。
图181是示出垂直消隐期中因源极驱动器输出不同而源极信号线电位变化的状况的图。
图182是示出在垂直消隐期的末尾水平扫描期进行电压预充电和灰度0输出控制时的源极信号线电位变化状况图。
图183是示出对第1行进行电流预充电时的源极信号线变化状况图。
图184是示出对第1行进行电流预充电时的源极信号线变化状况图。
图185是示出本发明的输出启动信号的运作的图。
图186是示出具有输出启动功能、电压预充电功能、电流预充电功能的输出级电路例的图。
图187是示出像素选择期和垂直消隐期中电压预充电脉冲不同的状况的图。
图188是示出垂直消隐期中的电压预充电脉冲、预充电标记和源极信号线电压的状况的图。
图189是示出命令传送期与定时脉冲、命令寄存器更新定时的关系图。
图190是示出本发明的源极驱动器内部组成图。
标号说明
11是视频数据,12是数据线,13是地址,14是分配后的数据,15是时钟,16是启动脉冲,241是晶体管。
具体实施方式
本发明的电流输出型半导体电路中,在以往的6位部分的低端侧添加追加的2位部分。因此,准备有输出以往的6位输出中用的灰度显示用电流源103的电流值的四分之一的电流源,并添加3个这种电流源,从而进行256灰度输出。图24是示出进行8位输出的电流输出级的概念图。
因为8位化而增加的晶体管数是3个,所以能实现电路规模的增加比在高位端添加时小的组成。
白显示(最高灰度显示)中的电流值的调整,可以调整“I”的值,由于控制图8的组成的基准电流89能使该“I”的值变化,因此通过根据应用输入控制数据88能实现该调整。
图25是示出用晶体管实现图24的组成时的例子。高端6位部分的晶体管252作为1个例子对应于本发明的第1单位晶体管,低端2位部分的晶体管251作为1个例子对应于本发明的第2单位晶体管。晶体管群241a、241b作为1个例子对应于本发明的第1电流源群,晶体管群242a、242b、242c、242d、242e、242f作为1个例子对应于本发明的第2电流源群。对输入视频信号数据D[7:0],在D[0]与D[1]之间、D[2]至D[7]之间,通过改变连接到输出的晶体管的个数表现每位的加权,并且由晶体管沟道宽度决定低端2位与高端4位之间的加权。晶体管251和252中,252侧设计成沟道宽度为251侧的约4倍。但是,沟道宽度比与输出电流比并非准确一致,因而可根据在3.3倍至4倍之间进行模拟或TEG晶体管实测数据,决定晶体管的沟道宽度比率,从而构成灰度性高的输出级。
输出电流取决于连接各位的电流源晶体管的数量,并且以累积个数份额的1个晶体管流通的电流量的方式使输出电流变化。在图24和图25的8位输出的情况下,灰度与输出电流特性如图26(由于图面的关系仅示出低端64灰度)。由高端6位的晶体管252输出262区域所示的电流,由低端2位的晶体管251输出261区域所示的电流。262的电流因晶体管个数的不同而电流值变化,所以级距宽度偏差可为1%或更小。输出电流的大部分是262的部分,因而261部分的电流即使产生若干偏差也不影响灰度线性。又,即使261级距宽度比规定值大或小,因为4灰度仅出现1次级距宽度不同的部分,考虑262与261对输出电流的比率,则实用上也没有问题。262的电流比率小的低灰度区中,人眼特性上难以识别亮度差,级距宽度偏差更不显著,因而没有问题。
高端6位部分的晶体管252的相邻端子间的输出偏差,由于使用与6位驱动器相同的驱动器,偏差在2.5%以内,已确认不产生输出电流偏差造成的竖线。
另一方面,对新增加的2位部分的晶体管而言,沟道宽度仅为1/4,晶体管的沟道面积小,因而偏差加大,超过2.5%(相邻端子间的输出电流偏差与晶体管面积的平方根成反比)。
图19示出图25的输出级的组成中的灰度与相邻端子间电流偏差的关系。仅减小低端2位部分的晶体管251的规模时,形成实线191和虚线192所示的灰度与偏差的关系,灰度3及其下存在偏差超过2.5%的问题。图14(b)示出仅使沟道宽度位1/4时的偏差与灰度的关系。灰度1至3中,偏差超过2.5%,所以不容许。
因此,本发明中,只有对灰度1至3有贡献的3个晶体管251维持晶体管沟道宽度/晶体管沟道长度的值,不使输出电流变化,加大沟道宽度和沟道长度,使沟道面积加大,从而使偏差减小。图14(a)示出例子。这时,沟道长度、沟道宽度均为2倍,沟道面积为4倍,从而全部灰度中,偏差为2.5%以内。
本例阐述理论上的数值,实际晶体管群241a和晶体管群241b的沟道宽度大于该值。由于往大的方向制作,往对输出电流偏差具有余量的方向发展,可首先按理论值计算并设计,最后再根据实测数据更改。
这种方法带来的面积相对于7成总体增加1.05倍,对整个总体则增加1.04倍左右,因而增加率不大,而且可形成看不到偏差的显示。灰度与偏差的关系为图19所示实线191和193表示的关系,全部灰度实现偏差2.5%。
而且,由于以不同的规模形成晶体管群241和晶体管群242的晶体管群,根据模拟与实测值的偏移,晶体管群241的电流输出相对于晶体管群242的电流输出变大或变小。
即使设晶体管群241的电流输出形成相对于晶体管群242的电流输出小,也并非流通负电流,不发生灰度翻转,所以没有问题。
另一方面,晶体管群241的电流输出大于晶体管群242的电流输出时,对晶体管群241的晶体管输出有助的灰度与无助的灰度相邻的灰度之间可能发生灰度翻转。例如灰度3与4、灰度127与128之间。
如图36所示,灰度3与4之间存在33%的亮度差。输出偏差为2.5%,如图14所示,因而假设即使在灰度差小的方向产生偏差,也有30%的差。因此,与模拟值相比,实际晶体管群241的电流输出大30%,也没有问题。
如图33所示,在灰度127与128之间形成0.79%的灰度差。由规模相同的晶体管242输出灰度127中的灰度124部分和灰度128,所以与相邻灰度之间的偏差相同,偏差也为0.5%。因此,有可能灰度差最小为0.29%。即使晶体管群241的晶体管的电流变大,总体上抑制到0.29%即可。晶体管群241的晶体管电流如果最大也不过变化12.3%,就无灰度翻转。
超过灰度128时,例如灰度131与132之间时,如图37所示,灰度差为0.75%,但均具有晶体管群242f的电流输出,不同的是晶体管群242a、晶体管群241a和晶体管群241b这3个群。与晶体管群242f相比,晶体管群242a的电流为32分之1,晶体管的偏差造成的电流值变化比128灰度或其下灰度时小。这时可能减小0.08%,因而即使晶体管存在偏差,亮度差也为0.67%。由于与127和128之间相比,亮度差变大,而且占据晶体管群241的电流输出的比率变小,至少与127和128之间相比,晶体管群241的晶体管电流变大也没有问题。
图34示出晶体管群241的晶体管电流量大于模拟值(理论值)也不发生灰度翻转的范围与显示灰度的关系。
根据图34,不容许偏离理论值的范围在127与128灰度之间本情况下最大为12.3%。至少理论值与实际值不偏离12%,则能实现输出电流而不发生灰度翻转。
图24和图35的组成的8位驱动器中,即使假设改变低端2位(晶体管群241输出)和高端6位(晶体管群242输出)的晶体管规模,也能无灰度翻转地进行显示。
最容易发生灰度翻转的是灰度127与灰度128之间,因而图32示出编入这两个灰度之间发生灰度翻转时,利用修复消除灰度翻转的电路的电流输出级23的1输出的电路组成。
与图25的组成相比,其特征是添加大于等于128灰度的电流增加用晶体管322和切换部321。
切换部321的端子323有3个,分别连接电流增加用晶体管322、接地电位、电流源242。
切换部321通常连接323a和323b,323c为未连接状态。因此,电流增加用晶体管322不影响电流输出。以无灰度翻转时为此状态出厂。
另一方面,晶体管群241的电流大时发生灰度翻转的情况下,使大于等于128灰度的电流增加,防止灰度翻转,因而利用激光等改变切换部321的连接,使端子323a与323c连接。
由此,大于等于128灰度的电流增加,能防止灰度翻转。
电流增加用晶体管323的电流为输出晶体管群241a的电流的10%左右的电流。晶体管群241的电流超过12.3%时,在127与128灰度之间发生翻转,因而为了拯救这点,取为10%左右。晶体管群241的电流偏离22%时,不能防止127与128灰度之间的灰度翻转,但这时已经在63与64灰度之间发生灰度翻转。63与64灰度之间的校正使此电路不可能发生,所以不必考虑22%的偏移。
因此,本发明中,构成仅拯救只是最容易发生灰度翻转的灰度间的灰度翻转,所以电流增加用晶体管322的电流可以是晶体管群241a的电流的10%左右。
相对于128灰度的电流,电流增加用晶体管322的输出电流为1/1280,是总体的0.08%,所以该322对相邻间偏差的影响可忽略。以晶体管群241a或晶体管群241a的1/4左右的规模进行制作也没问题。
通过在各输出设置切换部321,实现灰度翻转可能性小的驱动器IC。因此,可利用激光加工等,使欠佳品成为佳品,可期望成品率提高。
然而,每一输出进行激光加工,则加工花费时间造成作业工时增多,导致成本增加,有可能成品率提高的效果越显著,成本越高。
因此,如图39所示,考虑构成通过切换单元391进行电流增加用晶体管322与电流源242f的连接,由提高信号392控制切换单元391,从而根据外部命令输入,能方便地用提高信号392从而能提高第128灰度的电流。
能每一输出设定提高信号612即可,但这时需要保持每一信号线的提高信号612的值的锁存器。如果共用用于分配视频信号的移位寄存器,可利用1位信号输入392对各锁存器分配信号。然而,由于设置信号线份额的锁存器,存在电路规模变大的问题。锁存部22应保持的数据的位数在各源极线中增加1位。在电路规模大也可以的情况下,或使用微细处理而占据总体的锁存部的面积小的情况下,也可决定不每一输出控制提高信号以进行提高,但发生灰度翻转时,产生模拟值与实测值完全不一致的情况,所以应基本上全部端子共同判断是否需要电流增加用晶体管322。
因此,提高信号线392为1个源极驱动器内全部共用的1条信号线,利用该信号线的控制,决定是否在全部输出增加128灰度及其上的灰度的电流。
这种信号线置于例如通常为低电平,使切换部391为非导通状态,但用激光加工将提高信号线392切换到高电平,从而全部输出成批地进行控制,则能在短时间内实施修复。形成图43的431所示的电路,则可实现。
再者,能在源极驱动器IC36内部构成ROM351时,可利用外部控制信号对ROM351的值进行写入,并写入成发生灰度翻转的IC在ROM351中将提高信号线392取为高电平,不发生灰度翻转的IC在ROM351中将提高信号线392取为低电平。
例如图35那样,做成检查时能将来自PC等352的信号输入到ROM351,利用输出电流测量单元353的电流值在PC等352中检测出是否发生灰度翻转,并且在发生灰度翻转时,将高电平信号写入到ROM351。不发生灰度翻转时,将低电平信号写入到ROM351。由此。能自动判断是否校正灰度翻转,人工不介入而能拯救欠佳品,从而能高速且廉价地提供IC。
上文的说明中,将源极驱动器取为8位,进行了说明,但不是8位也能实现本发明。又,除低端2位与高端6位的组合以外,如图27所示,用低端1位与高端7位的组合也能实现。通过以某晶体管规模形成低端N位,以另一晶体管规模形成高端M位,能实现N+M(≥3)位输出的电流驱动器。这时,最好低端N位的晶体管输出高端M位的晶体管的电流输出的1/2N的电流。然而,也考虑如果能表现灰度则高端M位的晶体管的电流输出大于低端N位的晶体管的该输出即可的情况。
N与M的关系以N≤M为佳。随着N变大,与N位对应的晶体管的电流输出比率加大,因而与N位对应的电流值偏离理论值的影响大。例如8位驱动器时,N=2、M=6的情况下,可容许偏移达12.3%,但N=3、M=5和N=4、M=4的情况下,分别只能容许5.26%和2.46%。变成2.46%时,与相邻偏差程度相同,此程度是能控制理论值与实测值的偏差的最小值。
因此,8位驱动器中,N=4为最大值。
N+M位驱动器中,一般低端晶体管(N位部分)偏离理论值的影响小,因而需要N≤M。即使N≤M,为了使相邻灰度间的灰度性良好,以N≤4为佳。
输入施加伽马校正的8位信号,利用源极驱动器IC36进行显示时,不用FRC也能实现施加伽马校正后的显示。因此,低灰度侧的显示较容易进行(无FRC造成的闪烁的影响),能实现显示质量高的显示装置。
驱动器IC36是图21至图23所示的显示装置必不可少的驱动器。
至此,示出像素67用的晶体管为p型晶体管时的例子,但使用n型晶体管也同样能实现。
图20是用n型晶体管形成电流镜型像素组成时的1像素份额的电路。电流流动的方向翻转,带来电源电压改变。因此,流过源极信号线205的电流需要从源极驱动器36往像素67流动。输出级的组成为p型晶体管的电流镜组成,使电流排出到外部。基准电流的方向也同样需要翻转。
这样,像素中使用的晶体管可用p、n两者。
近年来,便携信息终端中,多色化有进展,6万5千色和22万色成为主流。驱动器IC的输入信号在RGB接口的情况下需要16位或18位。因此,输入信号线数量仅需要16至18条传送数据。此外,为了移位寄存器的运作信号和各种检测器的设定等,还需要信号线。
因此,布线数量变多,例如图3所示,对显示板33而言,控制器IC31至源极驱动器IC36之间的布线变多。因此,存在柔性底板32变大、或使用的多层底板等的成本提高的问题。
图2示出本发明的电流输出型源极驱动器IC36的组成。通过仅使每一输出需要的移位寄存器21和锁存部22、电流输出级23、预充电电压施加判断部56、电流输出/预充电电流选择部25的数量随输出数量增减,可实现使输出数量增减,因而能应对任意输出数量(但是,输出数量增加时,芯片规模过分大而且无通用性,因而实用上最大数量为600左右)。
利用信号线12和13,从控制IC28输入本发明的驱动器IC36的视频信号。由分配部27将该信号分成视频信号和各种设定信号,仅将视频信号输入到移位寄存器部21。由移位寄存器部21和2个锁存部22,将其分配到各输出端子。将分配后的视频信号输入到电流输出级23。电流输出级23根据视频信号和基准电流产生部26产生的基准电流,输出符合规定的电流值。将锁存部中的预充电判断信号数据,输入到预充电电压施加判断部56。另一方面,预充电电压施加判断部56利用锁存部22锁存的预充电判断信号和预充电脉冲,产生控制是否将预充电电源24供给的电压输出到输出53的开关的信号。由此,通过电流输出/预充电电压选择部25,将电流或电压输出到驱动器IC36的外部。该电流输出/预充电电压选择部25根据预充电电压施加判断部56的输出信号,选择将符合灰度的电流输出到驱动器IC36的外部、或提供预充电电源24供给的电压。
预充电电源24输出的电压为显示板显示黑所需的电压值。施加该预充电电压的方法是有源矩阵型显示装置中根据电流输出进行灰度显示用的驱动器IC36特有的组成。
例如,考虑图6所述的像素组成的有源矩阵型显示装置中,从源极信号线对某像素写入规定电流值的情况。不进行预充电时,即无预充电电路时,抽出源极驱动器36的输出级至像素的电流路径所涉及的电路而获得的电路如图12(a)所示。
符合灰度的电流I从驱动器IC36内以电流源122的方式作为引入电流流通。该电流通过源极信号线60输入到像素67内部。输入的电流流过驱动晶体管62。即,选择的像素67中,从EL电源线64通过驱动晶体管62、源极信号线60,在源极驱动器IC36上流通电流I。
视频信号变化从而使电流源122的电流值变化时,流过驱动晶体管62和源极信号线60的电流也变化。这时,源极信号线的电压根据驱动晶体管62的电流一电压特性进行变化。驱动晶体管62的电流电压特性为图12(b)的情况下,例如设电流源122流通的电流值从I2变化到I1,则源极信号线的电压从V2变化到V1。根据电流源122的电流产生该电压变化。
源极信号线60存在寄生电容121。为了使源极信号线电压从V2变化到V1,需要释放该寄生电容的电荷。此释放需要的时间ΔT形成ΔQ(寄生电容的电荷)=I(源极信号线流通的电流)×ΔT=C(寄生电容值)×ΔV。其中,设ΔV(白显示时至黑显示时的信号线振幅)为5V,C=10pF,I=10nA,则需要ΔT=50毫秒。该时间长于以60Hz的帧频驱动QCIF+规模(像素数176×220)时的1水平扫描期(75微妙),因而假设在白显示像素下侧的像素进行黑显示,则源极信号线电流变化中途将电流写入到像素用的开关晶体管66a、66b导通,因而意味着由于像素中存储中间灰度,像素按白与黑的中间亮度发光。
灰度越低,I值越小,因而难以释放寄生电容121的电荷,越是低灰度显示,变化到规定亮度前的信号被写入到像素内部这一问题越显著出现。极端而言,黑显示时,电流源122的电流为0,不流通电流,使寄生电容121的电荷不可能释放。
因此,决定采取的组成备有比电流源122阻抗低的电压源,根据需要施加到源极信号线60上。此电压源相当于图2的预充电电源24,25是完成施加用的机构25。
图13示出对一条源极信号线60的概略电路。通过将预充电电容24供给的电压施加到源极信号线60,能使寄生电容121的电荷充放电。预充电电源24供给的电压可做成能根据图12(b)的特性提供与各灰度电流对应的电压,但电压产生电路需要适应数据54的数—模变换部,因而电路规模变大。小型显示板(9英寸或更小)中,寄生电容121的电容值为10pF~15pF而且像素数量少,所以将垂直扫描期取得较长,实用上预充电电源24产生的电压仅产生与难写入电流值的黑灰度对应的电压,可以说在效果费用(芯片面积)比方面充分(大型高清晰度显示板中,如后面说明的图38所示,也考虑使用数—模变换部的驱动器IC)。
小型显示板中,预充电电源24产生的电压可以是1个,只要根据数据判断是否输出电压并控制开关131即可。也就是说,备有在进行与某视频信号对应的电流输出前判断是否施加电压源24的1位信号线(预充电判断信号)。
图9示出图13的电路组成的电压施加判断运作。利用预充电判断信号判断是否施加电压。本例中设“H”电平有施加电压,“L”电平无施加电压。
由以源极信号线60的布线电容与布线电阻的乘积表示的时间常数决定像素电路67内部的驱动晶体管62的栅极电压变成等于预充电电源24的输出电压的时间。该时间取决于预充电电源24输出端的缓存器规模和显示板规模,可在1微秒~5微秒左右变化。
利用电压进行灰度显示时,由于驱动晶体管62的电流—电压特性偏差,即使能对各像素供给相同的电压,EL像素63中流通的电流也不同,产生亮度不匀,因而为了校正驱动晶体管62的偏差,在1微秒~5微秒中形成规定电压后,进行电流输出。
用预充电脉冲进行达到此目的的电压输出和电流输出的切换。仅在预充电脉冲和预充电判断信号55同时为“H”时,输出预充电电源24的电压,其它情况下进行电流输出,从而不需要施加电压时进行电流输出,需要施加电压时也在施加电压后能利用电流进行偏差校正。
对控制预充电电源24的开关131进行上述运作,但基于电流输出控制部133的开关132的运作如图15所示,在电流输出期152需要导通,但在电压输出期可以导通,也可以阻断。
如果阻断,从源极驱动器原样输出预充电电源24的输出,因而没有问题。另一方面,即使导通,数—模变换部106的电流输出处104的电压也由负载决定,因而如果使预充电电源输出,源极信号线60的电压就与预充电电源24的电压相同。所以,开关132为哪个状态均可。
因此,也可以没有开关132和电流输出控制部133。但是,实际上在预充电电源24的输出中使用运算放大器,则从运算放大器对灰度显示用电流源103输入电流,需要提高运算放大器的电流输出能力。因此,往往构成不能提高运算放大器的能力时,设置开关132,进行与开关131相反的运作,补充运算放大器电流输出能力的不足。
有无开关132全凭驱动器设计时的运算放大器设计决定。使运算放大器小的情况下,设置开关132,并从源极驱动器36的外部供给运算放大器或预充电电源24;使用充分具有电流输出能力的电源的情况下,为了减小源极驱动器的电路规模,有时构成去除开关132和电流输出控制部133。
由于预充电电源24输出的电压值仅为与黑灰度时的电流对应的电压(下文称为黑电压),在例如设灰度数据54连续的多个水平扫描期中显示白灰度时,源极信号线重复黑、白、黑、白的状态。不进行预充电时,则白状态连续产生。即,通过进行预充电,反而信号线变化大,而且根据白显示的电流,有可能产生写入电流不足,不完全变白。
因此,可做成使用预充电判断信号,在电流通电较大的灰度不进行预充电,仅黑灰度附近的规定电流不容易变化的灰度接受预充电电源24的帮助。例如,做成仅在灰度0(黑)时具有预充电电压接通期,显示其它灰度时不接通预充电电压,这样最有效。通过使最低灰度时的亮度减小,提高对比度,能显示较美的图像。
例如图17(a)所示,通过仅在灰度数据54为0时建立预充电判断信号55,能仅在灰度0时进行预充电。
如果在灰度数据54为0、1时建立预充电判断信号55,则能在灰度0、1时进行预充电(图17(b))。
在整个画面为黑显示的源极信号线无变化的模式中,仅1帧的始端施加预充电电压,则后面即使仅为黑电流也足以使规定灰度充分进展。
即,在同样的黑显示时,也根据前水平扫描期中源极信号线流通的电流值,使仅用电流变化到规定电流值的时间不同,变化量越大,变化越花费时间。例如进行白显示后的黑显示,花费时间,但黑显示后进行黑显示时,信号线仅变化驱动晶体管62的偏差部分,因而变化中需要的时间短。
因此,可导入一种组成,通过每色与灰度数据54同步地导入判断是否施加预充电电压的信号(预充电判断信号55),能在任意灰度或同一灰度选择有无预充电。
对灰度数据54,添加预充电判断信号55。随之,锁存部22也需要锁存预充电判断信号,因而具有视频信号位数+1位的锁存部。
图17(c)示出灰度0时而且前周期的灰度非0时接通预充电的情况(灰度0时进行预充电,但连续时即使灰度0也不进行预充电)。
与上述方法不同,这种方法具有的优点是:即使同一灰度也能根据1水平扫描期前的源极信号线的状态,选择进行或不进行预充电。
从控制IC28供给该预充电判断信号。如图17(a)至(c)所示,可利用控制IC28的命令操作,使预充电判断信号55的模式改变并输出。
能根据源极信号线的容量和1水平扫描期的长度,从源极驱动器IC36的外部使预充电的设定灵活变化,具有通用性增大的优点。
说明在控制IC22产生预充电判断信号55的方法。对输入视频信号进行是否作预充电的判断,将其结果作为预充电判断信号55从控制IC22输出到源极驱动器。
从影响源极信号线的电流变化量和源极信号线流通的电流值是否变化到规定电流值的角度,对是否作预充电的判断,进行1行前的状态的判别、该行的显示灰度的判别。
例如,在源极信号线的状态为白、黑、黑的情况下,从白变为黑时,变化量大,花费时间,但从黑到黑那样遍及多行显示相同灰度时,在与显示相同灰度的行对应的期间,源极信号线电流的变化仅为补偿偏差的份额,所以变化量小。
利用这点,参考1行前的数据,仅在1行前的数据与该数据的灰度差异大时,根据预充电电压进行电压输出。上例中,从白变化到黑时进行预充电,从黑变化到黑时不进行预充电。从黑到黑的偏差校正所需的变化时间可加长不进行预充电的份额,能进一步提高校正的精度。据此,判明最好在1行前的灰度与该行的灰度数据相同时不作预充电。
再者,作预充电用的电压仅为与黑状态对应的电压,所以有关行的亮度比1行前的状态的大时,可仅按规定电流进行灰度显示,而不形成黑状态。因此,判明最好有关行的灰度比1行前的灰度高时不作预充电。
有关像素为中间灰度或更高灰度时,电流量大,容易变化到规定电流,因而不管1行前的像素,不需要预充电。但是,在析像度高、中间灰度却电流量小、显示板规模大等难以变化等情况下,1行前的像素是中间灰度或更低的灰度时,可进行预充电。
电流值的变化从白变化到到黑状态一般比从黑变化到白状态难。如上文所述,这里必须根据适应现在显示的显示灰度的电流,从1行前的源极信号线的状态变化到希望的源极信号线的状态,电流值越小的低灰度部,越难变化。而且,变化量大时,在变化完成前,水平扫描期结束。因此,变化花费时间、变化量大且有关灰度为低灰度的情况下,即1行前的像素的灰度高于或等于中间灰度时有关像素的亮度低于或等于中间灰度的情况下,进行预充电有效。
1行前是中间灰度或更低灰度,则有关像素的亮度低于或等于中间灰度时变化量小的部分也能显示规定灰度。
因此,有关像素的亮度大于某灰度时不进行预充电,等于或小于某灰度时,则利用1行前的灰度,并根据1行前的数据,在大于1行前的数据时不进行预充电,小于1行前的数据时进行预充电。与1行前的数据相同时不进行预充电,且不管有关行的灰度。
此外,关于不存在1行前的数据的第1行的数据,重要的是将第1行中的数据写入到像素前的状态,即垂直消隐期中的源极信号线的状态。
一般存在对1帧中的哪一行都不选择的垂直消隐期。这时,开关晶体管使源极信号线脱离所有像素,无电流通路。如图13那样构成源极驱动器IC的电流输出级时,垂直消隐期中,电流输出端104只连接源极信号线,即使灰度显示用电流源103要从源极信号线引入电流,也无电流通路,因而未引入。
于是,灰度显示用电流源103要强行引入电流,使构成电流源103的晶体管的漏极电压降低。源极信号线的电位也同时下降。
垂直消隐期结束,要对第1行的像素供给电流时,源极信号线电位下降大,与通常白显示时相比,源极信号线电位低。(这里,源极信号线的电位在白显示时最低,黑显示时最高;取为图6的像素组成时)。因此,比其它行难使源极信号线的电位变化到符合灰度的值(所需变化幅度大)。
源极信号线电位下降大的情况下,与白显示时相比,电位更低,即使在第1行进行白显示,变化也花费时间时,以高于规定亮度的亮度进行显示。对垂直消隐期结束后立即进行扫描的行而言,最好输出预充电电压,不管显示灰度。
因此,本发明中,利用垂直同步信号,作为相当于垂直消隐期的下一行的数据所对应的预充电判断信号中强制性进行预充电的信号,解决第1行与其它行的亮度差异的问题。
此外,作为使源极信号线的电位下降小且缓和的方法,可在垂直消隐期对灰度数据54输入黑显示数据,并使开关108为非导通状态,从而抑制源极信号线电位下降。也可在电流输出104与源极信号线之间设置开关,并且在垂直消隐期使该开关为非导通状态。此开关可兼作电流电压选择部385,将开关的状态取为3值,形成切断电流输出、电压输出、源极信号线,则可减少开关的组成数量。
关于规定灰度难写入的现象,尤其是黑为中间灰度显示的现象,影响显示图像的平均亮度、点亮率。点亮率高时,总体亮度高,即使形成中间灰度显示,也不能辨别少量黑显示像素。反之,点亮率低时,大部分像素的亮度被设定得低,在该亮度不能正常显示的情况下,实质上整个画面的亮度变化,因而形成偏离原视像的显示,对显示质量影响大。
因此,可设定对显示质量影响小的高点亮率的显示不作预充电,以便电流驱动的均匀显示得到优先,而黑显示亮度提高显著的低点亮率显示中进行预充电。
可通过将1帧期间的全部亮度数据相加,算出显示板的点亮率。根据此方法获得的点亮率的值,在点亮率高时不进行预充电,点亮率低时则根据过去的判断结果进行预充电,从而能忠实地显示低灰度显示的像素的亮度。
图41示出实施上文所示预充电方法的流程图。
根据视频信号和强制预充电信号,强制预充电信号有效时,输出预充电电压,不管视频信号。在有多个电压时,可使输出的电压随视频信号变化。这里,设仅在输入与第1行对应的视频信号时使强制预充电信号有效,则第1行的数据进行预充电,不管视频信号,从而能避免垂直消隐期中源极信号线电压降低造成的电流难以变化到规定值的现象。
强制预充电信号无效时,接着判断输入视频信号的灰度(412)。
小型显示板和低析像度显示板中,比低灰度部多的高灰度区能在规定周期(1水平扫描期)内仅使电流变化到规定电流值。因此,在412中进行判断,在不能写入规定电流的灰度中不进行预充电,仅用电流在不能成为规定电流的灰度进行预充电。
接着,在需要预充电的规定灰度或更低的灰度的情况下,进至413(这里,对规定灰度而言,由于因显示板而不同,最好能利用外部命令设定规定的灰度)。根据1行前的视频信号状态判断不作预充电。当前的视频信号数据灰度高于1行前的数据的情况下,利用预充电形成黑时,反而信号线变化大,所以不作预充电。同样,灰度与1行前相同时,也不进行预充电。
至此的判断中,全部判断为进行预充电时,接着参考点亮率,在点亮率高的情况下,不管判断结果,不进行预充电。点亮率低的情况下,按照判断进行预充电。
本说明中,依次通过411至414的全部步骤,判断是否作预充电,但也可不必通过全部步骤。
此外,预充电电源24的输出有多个时,存在多个开关131,可考虑施加判断部的输出数也为预充电电源24的电压输出数+1个。由于输出有电压输出数+1个,预充电判断信号55也不是1位,需要N位(2N≥电压输出数+1,N为自然数)。锁存部22的位数也可通过随其变化加以适应。图40示出2位的预充电判断信号下的例子。预充电电源24的电压值有3个的情况下,设做成预充电判断信号两个均为0时仅输出电流,全为1时具有输出第1电压的周期,仅55a为1时具有第2电压输出周期,仅55b为1时具有第3电压输出周期,则通过根据灰度控制预充电判断信号55,能施加适当的预充电电压。
图42示出实现本发明的预充电方法的电路框图。输出是否作预充电的判断信号417,作为各部分对视频信号410的判断结果。利用与视频信号410实质上相同的定时上输出的判断信号417决定源极驱动器侧是否进行预充电。未必需要串—并变换部427,与图2的36中构成的源极驱动器IC组合加以实现时,需要配合源极驱动器36的输入接口用的部件。
将视频信号410输入到预充电判断部421和存储单元422。
如图41的411所示,不管视频信号410,输入强制预充电信号416时,由于形成进行预充电,可在全部预充电判断组件的末级以掩蔽判断结果的方式插入强制预充电。因此,图42中,在末级构成预充电标记产生部408。设预充电判断信号417以“H”电平进行预充电,则仅用逻辑和构成此组件就能实现希望的运作。
1行前的数据小于当前的数据时不进行预充电,所以首先对1行前的数据和有关行的数据进行比较。作为用作此比较的电路,有存储单元422和1行前数据比较部400。存储部422具有能保持源极驱动器36的输出数份额的数据的容量,通过将视频信号保持1水平扫描期的时间,保持好1行前的数据。通过将视频信号410与该存储单元422的输出比较,对1行前和有关行的数据进行比较,并将比较结果输入到下一预充电判断部。用表示作或不作预充电的1位输出比较结果。
此外,在仅用电流可写入的高灰度数据的情况下,由于进行预充电,参考视频信号410,判别大于或者等于或小于预充电施加灰度判断信号429设定的灰度,并输出是否进行预充电的信号。
进而,根据点亮率进行判断。点亮率判断部409根据计算的点亮率数据420和点亮率设定信号418,在超过点亮率设定信号418决定的点亮率时,输出进行预充电的信号。
输入1行前数据比较部、预充电判断部和点亮率判断部的输出和强制预充电信号416的预充电标记产生部408,在根据强制预充电信号416进行预充电时,不管其它信号,输出进行预充电的信号417。其它情况下,仅在1行前数据比较部、预充电判断部和点亮率判断部的输出为全部进行预充电时,以作预充电的方式进行输出。
由此,与视频信号410对应的预充电标记417进行符合按照图41的流程判断的结果的输出。
需要串—并变换部427,以便配合图3的源极驱动器36的输入接口;并行传送各色视频信号和预充电输出417(每色均有)时,不需要该变换部(原样输出到源极驱动器)。
图2的组成示出用另一芯片构成控制IC的例子,但也可以是用同一芯片构成的一体型芯片。这时,源极驱动器36中内置图41和图42的组成。
最好能用电子电位器等控制预充电电源24的输出电压值。这是因为以EL电源线64的电压为基准决定流通规定电流用的预充电电源。图12中,源极信号线60要流通电流I2,则根据晶体管62的漏极电流—漏栅电压的关系(图12(b)),源极信号线60的电位(EL电源线64的电压)为-V2。
另一方面,图31所示的显示板中,用布线313、314将EL电源线64供给各像素。全部像素为白显示时,在313流通最大电流;黑显示时在313流通最小电流。这时,由于313的布线电阻,点315和点316上的电位不同。反之,黑显示时,315和316上电位实质上相等。即,白显示时和黑显示时,EL电源线64的电位因电源线313的电压降而不同。也就是说,即使流通相同的电流I2,由于EL电源线313的电压降量不同,源极信号线60的电压有差异。因此,313的电压降量使预充电电源24的电压值变化,则源极信号线的电流变化,因而存在亮度变化的问题。
EL电源线64的电压不同,则需要使源极信号线60上施加的电压不同。也可做成用1帧内的点亮率数据更改电压。点亮率高时,EL电源线313流通的电流大,电压降大,因而控制电子电位器,使预充电电源24的电压值减小。反之,点亮率低时,EL电源线313的电压降小,因而通过利用电子电位器加大预充电电源24的电压值,可消除EL电源线313的布线电阻引起的亮度不匀。
另一方面,大型显示板中,难以将电流写入得达到规定值,因而尤其需要在低灰度上实质上每一灰度备有电压值,以改善写入。为了进一步增多电压值,有增多预充电用电源24的方法,但也需要电压数的开关131。具体而言,各源极信号线需要电源数的开关,因而占用大面积。
对电源数2N-1个,需要N位预充电判断信号55;由于N位信号,各源极信号线的施加判断部39需要控制2N-1个开关用的译码部,所以该译码部的电路规模随着N的加大而增大,存在芯片面积变大的问题。
这样,由于各源极线中将数字数据(灰度数据)变换成模拟数据(预充电电压),每一源极线需要数—模变换部,造成输出电压数越增多,电路规模越大。
因此,如图38所示,做成半导体电路中仅备有1个数—模变换部381,仅串行传送来的数据变换成模拟电压后,分配给各源极信号线。因此,将数—模变换部的输出382输入到分配部和保持部383,将基于灰度数据的模拟电压分配给各源极信号线。
另一方面,与图2相同,输出符合灰度的电流的方法也在移位寄存器和锁存部384将灰度数据386分配给各源极线,并由各源极线具有的电流输出级23输出符合灰度的电流。
将电流电压选择部385配置在对源极信号线的输出前,作为决定是否输出电流或电压的部分。利用预充电判断信号380、预充电电压施加判断部56和预充电脉冲52切换电流电压选择部385,决定是输出电流还是输出电压后输出电流。预充电电压施加判断部56决定是否设定电压输出进行期,预充电脉冲52在进行电压输出时,决定电压输出进行期。
因此,数—模变换部381具有符合灰度数的模拟输出级数,则可输出符合灰度的电压,能在选择某行的周期(相当于水平扫描期)首先利用电压使源极信号线电流变化到规定值,然后利用电流输出校正各像素的晶体管偏差造成的电流值偏移。
利用电流使其变化到规定电流值,尤其在低灰度部多数需要花费长于或等于水平扫描期的时间,但利用电压使其变化的方法可用实质上1微秒完成变化,而且略为进行电流校正,所以施加电压后流通电流的方法具有水平扫描期内容易使电流变化到规定电流的优点。
例如,在可作灰度显示的驱动用半导体电路中,高端128灰度上仅用电流就能变化到规定电流值,则输出电压可用低端128灰度部分。因此,数—模变换部381可为7位分辨率,能输出128种电压即可。灰度数据386为高端128灰度中的1个时,输入预充电判断信号380,使电压输出不进行。由此,电流电压选择部385必然仅输出电流。由于数—模变换部381的输出信号不输出到驱动用半导体电路的外部,任何值均可。作为最简单的方法,可忽略输入灰度数据386的高端1位,输出与低端7位的值对应的电压。
灰度数据386为0至127灰度之间的情况下,利用预充电判断信号380控制电流电压选择部385,设定将来自数—模变换部381的模拟电压输出到驱动用半导体电路外部的周期。
由此,能形成使数—模变换部的分辨率减小的电路。又,源极信号线的电压一般在使用图6的p型晶体管的电流复制器或图4的电流镜的像素组成的情况下,黑显示时电压最高,并且电压随着形成白显示降低。与黑至白的范围中的电压变化幅度相比,黑至中间灰度的范围中的电压变化幅度小。因此,取为仅在0至121灰度时输出电压的组成的情况下,能减小输出电压的定时范围。
又,本发明的源极驱动器IC36中,施加电压后输出电流,进行校正驱动晶体管偏差的运作,输出的电压施加形成实质上目标电流值即可,不要求精度。据此,数—模变换部381的电压输出的输出偏差值可以比液晶显示板的大,所以能减小该份额的电路规模。一般由于使用源极驱动器的显示板的规模不同(源极线寄生电容不同)和扫描方向的像素数不同(水平扫描期不同),电流变化的容易程度不同。使用本组成的驱动器IC时,从源极驱动器IC外部输入预充电脉冲52,则如图2所示,由于预充电判断信号380和灰度数据386成为外部信号输入,因而具有依据显示板仅利用电流或利用电压和电流两者能任意设定进行灰度显示的灰度范围的优点。可用图2那样在外部形成的控制IC控制灰度范围的设定。又,利用命令输入使控制IC的运作变化时,可利用命令输入进行调整。如图2那样在源极驱动器IC的外部构成控制IC的情况以外,也可在同一芯片上一体化地形成源极驱动器IC和控制IC,使液晶用源极驱动器的一部分上能看到。这时,可做成能利用一体化的IC的命令输入调整灰度范围。
根据上述发明,低灰度部由于源极信号线流通的电流小,电流在规定时间(水平扫描期)内不能变化到规定值,所以利用预充电电压输入解决进行白显示的下一行的像素的亮度高于规定值的问题。
图8是示出基准电流产生电路的图。在图10所示的输出级的组成中,基准电流规定每一灰度的电流值(基准电流89)。
在图8中,由节点80的电位和电阻元件81的电阻值,决定基准电流89。
而且,可由电压调整部85使节点80的电位根据控制数据88变化。
根据进行电流输出用的灰度显示用电流源103的晶体管规模,产生每一端子的输出电流偏差。图11示出晶体管规模(沟道面积)与输出电流偏差的关系。考虑基准电流偏差,需要使芯片内、芯片间的相邻端子间的偏差为2.5%以内,因而图11中的输出电流偏差(输出级中的电流偏差)小于等于2.5%为佳,103的晶体管规模大于等于160微米平方为佳。
使用有机发光元件的显示板中,仅点亮像素中流通电流,非点亮像素不流通电流。因此,整个画面显示白时电流最大,整个画面显示黑时流通最小电流。
对显示板供给电流的电源电路需要使最大电流流通的容量。然而,形成流通最大电流的画面显示的情况极少。为了只发生极少机会的最大电流而设置大容量电源电路,浪费大。而且,为了减小耗电,需要尽量减小最大电流。
因此,作为减小增大电流的方法,在白显示像素为总体的6成或更多时,使全部像素的亮度降低2%~3%左右。这样,则最大电流减小2%~3%,峰值时的功率降低。
为了实现该方法,使决定每一灰度的电流的基准电流产生部26产生的基准电流89的值变化2%~3%左右,就能实现。
因此,根据显示模式改变控制数据88的值,使节点80的电压变化,从而改变基准电流89。
这样,为了根据显示模式改变控制数据的值,需要判别显示模式并根据判别结果改变控制数据的控制。因此,通常利用控制IC28进行该判别。
因此,从控制IC28输入到源极驱动器IC36的信号线数量除视频信号线外,还具有电子电位器的控制数据线的数量。所以,两个IC的输入输出端子增加,在电子电位器的控制为6位、视频信号线为18位(各色6位)的情况下,需要24个端子。
而且,由于内置预充电电源24,存在设定预充电电源24的输出电压的寄存器。由显示板的TFT特性和有机发光元件的阈值电压决定预充电电压,因而需要每一不同的显示板设定不同的电压值,并且需要至少从外部设定1次。为了设定1次而设置外部输入端子,效率差。
减少输入输出信号线数量方面,缩小芯片面积、简化外部来回布线有效。
因此,本发明中,将数据线和地址线连接在控制IC与源极驱动器IC之间,高速串行传送视频信号和各种设定信号,从而减少信号线数。视频信号也串行传送3原色红绿蓝。
图1示出数据线和地址线的时序图。输入驱动脉冲16后,从数据线12传送1行份额的像素数据。然后,传送控制用的数据。例如电子电位器设定值等。为了判断数据线12流通的数据是什么,与数据线12的数据同步传送地址13。本例中,地址线13的数据是0时为红色数据,1时为绿色数据,2时为蓝色数据。大于等于4的值为命令数据。
为了分配串行传送来的数据,图18示出分配部27的框图。视频信号中由2级寄存器或锁存电路构成分配部,其它命令数据中则用1级构成该部。
由第1级寄存器或锁存电路182仅输入需要的数据,并且对视频信号11调整3色信号的定时,使下一移位寄存器部21的进位脉冲能加长。由此,取出图1所示的视频数据11。利用移位寄存器21将该数据分配给各输出。
图28至图30示出减少信号线数的第2例。
此例是每一色备有信号线并且串行传送各色的数据的方法。依次传送与各点对应的视频信号,并且利用消隐期传送命令信号。图30示出1水平扫描期中的传送的关系。由数据命令标记282进行视频信号传送期301和命令传送期302的识别。对各数据命令标记282标上1像素份额的数据281的始端的1个数据(本例使用红数据中的1个)进行判断,如果是高电平,该数据判断为视频数据,低电平则判断为命令。该数据命令标记282可处在1像素份额281的任何部分,但处在始端能首先判别输入的数据是否命令,因而容易处理。
本例中,1像素份额的数据281包含6次数据传送,由2条信号线以6倍速传送3位预充电判断信号55、8位视频信号的11位信号。图28示出细节。首先,发送预充电判断信号55的群283后,发送视频信号群284。不受此顺序限制。为了使红数据、绿数据、蓝数据均为相同的电路组成,最好空开始端1位份额的数据的传送预充电判断信号55、视频信号群284。由于串行传送视频信号,通过串—并变换部,变换成并行后,输入到移位寄存器。286表示红数据串行变换后的输出定时。
285表示的周期可用作消隐数据传送。本例中,构成将用串行传送送来的3级信号线输入到源极驱动器,在源极驱动器内部作串行变换后,进行对栅极驱动器的信号供给,因而在周期285输入3级信号线的信号(使用有机发光元件的显示装置中,需要使规定电流在规定像素中流通用的像素选择用栅极驱动器和连续流通像素存储的电流用的EL点亮用栅极驱动器两者,各驱动器分别需要时钟、启动脉冲、扫描方向控制、输出启动端子,则共需要8条信号线,用1条3级信号线在6个区间和285的2个区间发送信号线时,可用1像素定时进行栅极驱动器的波形控制。能作较细的控制。为了实现这点,除栅极信号线串行传送用的区间外,还需要285的区间)。
图29示出发送命令时的数据传送的例子。往往每一命令的位数为6位左右就足够,因而本例中汇总全部红绿蓝数据,取为6位的信号,并且输入数据命令识别信号282后的5次份额的数据,作为命令。即使是消隐期也需要栅极驱动器运作,因而在栅极线和285的区间输入栅极驱动器用的信号,不管标记282的值。
定时与数据命令标记282相同的信号中,除输入栅极驱动器用的信号的区间外,还具有3位份额的空闲数据。该部分可担当位数长度短的命令,但需要设定5个或更多的命令时,用作命令地址。图29中备有少于或等于10个的以进行命令受理的源极驱动器为例表示为292的1位命令地址。改变根据282、292的值进行更新的命令寄存器。由于传送1次数据,可以不需要串—并变换部,直接更新内部寄存器输入(决定预充电电源24的电子电位器输入等)。
通过利用图28至图30所示的输入接口多路传送视频信号和预充电判断信号,而且在非视频信号发送期进行命令输入,在命令数为10、命令位长度为6位的情况下,能使以往93条的输入线减少到6条信号线。
能任意设定信号线数和传送速率,信号线数能设定成最小为各色1位,最大为各色的每一像素所需的信号位数之半。信号线数减少时,时钟频率升高,外部来回布线困难,因而实用上最好取为数据传送速率小于等于100MHz的信号线数。本发明中,由于使EMI(电磁干扰)减小,取为仅时钟之半的频率,在两端进行数据输入。
再者,作为输入信号,即使非CMOS级的信号,也可利用差动传输进行发送。作差动传输时,一般信号线振幅减小,因而具有EMI减小的效果。
对减小高速传送的时钟和数据线而言,作为图16的输入方式,可用根据2条输入信号线(161和162)的差额取出时钟信号164的RSDS方式进行发送。165和166是将电流发送信号变换成电压值用的电阻元件。依据发送侧的规范决定该电阻元件的值。通过将此输入端子编入图28的全部信号线,将传送方式取为差动传送,实现EMI小的驱动器。
由此,能实现输入信号线数少的源极驱动器IC36。
图70示出利用图73的736所示的电流复制器组成形成电流输出级时的驱动器IC的概略组成。
电流复制器电路中,使输入电流通过开关734和735流到驱动晶体管731,并根据流通的电流量决定节点742的电压。为了保持该电压,设置存储电容732对电荷进行存储,从而保持电压。存储输入电压后,使开关734和735为非导通状态,从而存储输入电流。输出电流时,通过使733的晶体管为导通状态,使适应存储电容732存储的电荷量的电流流出到731。利用该驱动晶体管731的漏极电流—栅极电压特性存储输入电流,具有能不管输出造成的晶体管特性偏差怎样都输出与输入电流相同的电流的优点。
而且,电流复制器电路由于将输入电流暂时存储在存储电容732后进行输出,还具有存储功能。因此,能使电流复制器电路具有将输入数据分配给各输出端子后能使数据输出定时一致的锁存部的功能,所以图70的组成中,可不使用锁存部,而将串行传送来的视频信号分配给各输出。
电流复制器电路由于能保持模拟电流,预先在数—模变换部706将视频信号变换成符合灰度的模拟电流(即灰度电流信号730)后,利用晶体管21的输出信号分配到各输出。在保持分配的电流用的电流保持单元702形成电流复制器电路。
电流复制器电路如上文所述那样进行将输入电流暂时保持后输出适应输入电流的电流的运作,因而在存储输入电流的期间不能输出电流,而且进行电流输出时,不能输入灰度电流信号730。
对显示板的电流输出存在像素电路中变化到规定电流花费时间的问题,所以最好水平扫描期内尽量长时间连续输出电流。因此,最好源极驱动器IC常输出电流。
因此,为了电流复制器电路组成的输出级也常连续输出电流,构成在同一输出端子设置2个电流复制器电路,在1个存储灰度电流信号730时,另一个将电流输出到驱动器IC外部。
图73示出输出级的电路。2个保持电路736a和736b构成电流复制器。选择信号738是用于决定使2个保持电路中的哪一个为输出并且哪一个存储灰度电流信号730的信号。选择信号738每一水平扫描期变化,使每一水平扫描期改变保持电路736,从而能进行适应视频信号的电流输出。通过做成根据选择信号738改变保持电路736的电流输出用晶体管733的状态,可决定用于输出的保持电路。
2个保持电路736都不进行输出时,通过将选择信号738和选择信号的反相输出739都取为低电平实现电流连续输出。738和739未必需要接入成反相,但2个信号不均为高电平。作为其它方法,可使738和739总为反相,并另行设置启动信号,在控制开关733的信号中输入738和739的逻辑积的结果,从而进行同样的运作。
由移位寄存器21和电流保持单元72完成对各输出分配灰度电流信号730。接着,说明产生灰度电流信号730的电路。为了将作为逻辑信号的视频信号变换成作为模拟信号的灰度电流信号,设置数—模变换部706,并输出适应视频信号的电流。图71示出数—模变换部706的电路例。
其组成从外部输入与视频信号的各位对应的电流,并且相对于对应的电流(灰度基准电流1~灰度基准电流8),以电流值相符的方式利用灰度信号711控制开关712,从而输出符合灰度信号711的灰度电流信号730。使从规定信号1(711a)依次到规定信号8(711h)与最低端位至最高端位对应的情况下,设定电流值,使灰度基准电流1(700c)的2倍为灰度基准电流2,广义而言,使灰度基准电流n的2倍为灰度基准电流n+1(这里n是大于等于1且小于位数的整数),并进行输入。
由此,将开关712成为导通状态的灰度基准电流700的和作为灰度电流信号730输出。
接着,说明生出灰度基准电流700并输入到数—模变换部706的方法。
如图78所示,由灰度基准电流产生部704产生灰度基准电流700。根据将设定每一灰度的电流取为多大的基准电流781,利用电流镜组成等输出符合视频信号的位的灰度基准电流700。这里,8位输出时,灰度基准电流700存在8个输出。需要准确输出形成灰度基准电流n的电流值×2=灰度基准电流n+1的电流值的电流,因而最好通过改变实施电流镜的晶体管782的数量,使输出电流变化。此方法的情况下,灰度性高,但存在电路面积大的缺点。另一方面,将产生各灰度基准电流700的晶体管782取为在各周期依次对电流为各1个,并通过改变沟道宽度,能使灰度基准电流1至8变化,但电流并非与沟道宽度准确一致,因而需要利用模拟使沟道宽度随工序改变。因此,与排列个数份额的晶体管的方法相比,灰度性可能降低。于是,如图78所示,在低灰度部和高灰度部将灰度基准电流分组,并且通过低灰度部与高灰度部之间改变沟道宽度,使电流值变化,并在低灰度部之间和高灰度部之间改变晶体管的个数,从而改变电流。
图78中,将低灰度部取为低端2位,高灰度部取为高端6位,用与784所示的虚线包围的晶体管相比,约1/4的沟道宽度(大于等于-10%至小于+50%,因工序而上下浮动)形成783所示的虚线包围的晶体管,从而能实现维持灰度性而且电路规模小的灰度基准电流产生部704。
由于对驱动器IC而言电路是1个,要提高灰度性时,如图80所示,可利用晶体管数使电流变化(因为电路面积相对于总体小于等于10%)。
如图81所示,可通过利用电阻、运算放大器等构成恒流源实现基准电流781。也可利用控制数据88改变基准电流781的电流值。该基准电流781的控制起抑制功率、防止烧伤、改善对比度的作用。
可将上述那样形成的灰度基准电流700输入到数—模变换部706,但进行直接连接,则在连接多个源极驱动器IC36时,难以全部开关按小于等于1%的误差供给灰度基准电流700。
每一芯片设置基准电流产生部703和灰度基准电流产生部704,则灰度基准电流700中发生图81的基准电流产生部703的偏差和图78或图80的电流镜中的偏差的均方偏差,因而根据芯片,可能某灰度的电流值有差异,每一芯片发生亮度不匀。减小电流镜的镜面比偏移造成的偏差方面,可通过加大782、801的晶体管规模实现,但要使偏差小于等于1%,则需要大于等于10000平方微米的规模。
小规模下消除偏差并对各芯片供给灰度基准电流700,其方法为:对1个显示部,从1个基准电流产生部703使用1处的灰度基准电流生成704产生灰度基准电流700,分配给各芯片。图7输出此概念。
通过将源极驱动器36a产生的灰度基准电流704供给包含36a的全部芯片,供给各芯片中无偏差的电流。这里,需要不同时对2个或更多的源极驱动器IC36供给灰度基准电流700。与电压不同,在电流的情况下连接多个驱动器,则进行分流,从而1个驱动器IC流通的灰度基准电流值不同。因此,考虑构成利用具有数—模变换部706的开关712,使多个驱动器IC36不同时输入灰度基准电流700,并且在某一个IC产生符合视频信号的灰度电流信号730时,其它IC中的开关712全部为非导通状态。
对电流保持单元702供给电流时输出信号,使对移位寄存器21的输出中的1个进行输入。这时需要灰度电流信号730。即,输入驱动脉冲16并从进位输出701对级联的下一级IC36输出脉冲前的周期是需要灰度电流信号730的周期。
因此,移位寄存器21进行输出的周期以外,数—模变换部706的开关712不顾灰度信号711,总为非导通状态。为了实现这点,设置芯片启动信号产生部707,在移位寄存器运作时以外,使开关712总为非导通状态。芯片启动信号产生部707容许仅在输入驱动脉冲16并进行进位输出701前的期间输出脉冲,将视频信号变换成模拟电流。准确而言,该期间是同一芯片内输出移位寄存器输出719的期间。驱动脉冲16与移位寄存器输出719的关系、进位输出701与移位寄存器输出719的关系有可能因输入数据与驱动脉冲16的关系和移位寄存器组成21而改变,所以根据驱动脉冲16和进位输出701调整该期间,以输出启动信号821。图82示出与启动信号对应的数—模变换部706的电路图。芯片启动信号821在输入驱动脉冲16后至进行进位输出710的期间为高电平状态,灰度基准电流700根据灰度信号711输出成灰度电流信号730。其它期间则芯片启动信号821为低电平信号,因而开关712总为非导通状态,不供给电流。
图83示出1水平扫描期中某驱动器IC(芯片1)的芯片启动信号821、选择信号738、灰度电流信号738、灰度信号711的时序图。
选择信号738根据定时脉冲29,每一水平扫描期变化,并决定使灰度电流信号738存储到对1输出具有2个的保持电路736的哪一个、另一个是否输出存储的电流。在周期831a中,从保持电路A(736a)输出电流,并使灰度电流730存储到保持电路B(736b)。
依次逐一输出对灰度电流730的存储,并由移位寄存器719决定对哪个输出存储。而且,由于取为对多个驱动器IC分配基准电流的布线,为了防止分流,仅在移位寄存器工作的期间,利用芯片启动信号821使数—模变换部706运作,以流通灰度电流738。芯片1的芯片启动信号821仅在作为芯片1中移位寄存器工作的期间的周期832a成为高电平信号。周期832b(芯片1以外的移位寄存器进行工作)时,芯片启动信号821为低电平,灰度电流信号738不流通。因此,可对多个驱动器IC作分支布线。与基于电流镜等的分配相比,由于以时分方式进行分配,能准确供给相同的电流。
在各输出设置电流复制器并对各输出分配灰度电流的方法可不管驱动晶体管731的特性偏差,输出与存储的电流相同的电流,因而不容易发生输出偏差。然而,由于称为“突降”的现象,输出电流可能偏差。
图73的保持电路中,使栅极信号线741的信号为高电平时,存储灰度电流。例如设存储白灰度的电流,则如图74所示,驱动晶体管731中,漏极电流为白灰度电流(这里为Iw)。这时,根据驱动晶体管731的电流—电压特性(图75),节点742的电压为Vw(周期747)。
周期747结束,完成对保持电路736存储电流,因而栅极信号线741变化成低电平。这时,栅极信号线741的电压降通过晶体管735a的栅极电容,利用电容耦合使节点742的电压也降低VG。因此,驱动晶体管731的漏极电流也从Iw减小IG。
由于该“突降”,输出电流可能依据端子进行变化。例如设存在具有图76的765、766所示的电流—电压特性的驱动晶体管731。节点742的电压(即驱动晶体管731的栅极电压)由于突降而变化VG时,驱动晶体管765的漏极电流为Iw1,驱动晶体管766的漏极电流为Iw2,该电流通过输出信号线737流到外部,使输出电流产生偏差。Iw2与Iw1之差相对于它们的平均电流大于等于1%时,以亮度不匀的方式影响显示质量。
设晶体管735的栅极电容为Cgs,存储电容732的电容为Cs,栅极信号线741的振幅为Vga,在则用VG=Vga×Cgs/(Cgs+Cs)表示节点742的电压变化量VG。
为了减小VG,减小Cgs或Vga,或者加大Cs。加大Cs的方法使芯片规模变大,因而现实上有困难。Vga基本上具有模拟电源电压份额的振幅。降低该电压时,输出端子的电压振幅减小,因而电流可输出的动态范围减小。仅使栅极信号线741降低高电平电压时,需要该栅极信号线741用的电源,因而电源数量增多。电源数量增多带来电源电路增多,因而难以实现该方法。
因此,本发明中,考虑减小晶体管735的栅极电流Cgs。仅减小晶体管735的规模的情况下,阻断时的漏极电流增大,存储电容732保持的电荷通过晶体管735移动,因而产生节点742的电位变化造成规定电流不流通的问题。
考虑将晶体管735划分成2个或更多,并且减小其中最靠近存储电容732的晶体管。图77示出划分成2个时的电流保持单元702的电路。
设将晶体管735划分成2个并由775和772这2个构成。与晶体管775相比,772的沟道规模小。而且,连接各自的栅极的信号线分开,利用栅极启动信号711的控制,使晶体管772比775早形成非导通状态。图79示出时序图。
做成多个晶体管的优点是:使2个晶体管的栅极信号线波形不同,靠近存储电容732的晶体管772首先为非导通状态,然后775为非导通状态,从而“突降”取决于晶体管772的栅极电容Cg1、存储电容Cs、栅极振幅Vgate,由于Cgs>Cg1,能使VG本身减小。而且,为了保持存储电容732的电荷,使栅极信号线741变化到低电平,以便在772完全变成非导通状态后,755为非导通状态。755的漏极电流减小,因而设计成晶体管的沟道宽度/沟道长度的值加大。串联2个晶体管,具有漏极电流小的优点,又由于在晶体管755与存储电容732之间以非导通状态插入晶体管772,因而具有不发生775a的栅极信号造成的对节点742的“突降”的优点。
这样,将连接在驱动晶体管731的栅极与漏极之间的晶体管划分成多个,以减小沟道规模的方式制成最靠近存储电容732的晶体管,而且使其比其它晶体管早为非导通状态,从而消除电荷泄漏的问题,能实现突降量减小。
再者,关于驱动晶体管731的沟道宽度/沟道长度(后文称为W/L),最好W/L的值减小。
图84示出电流—电压特性。W/L的值越小,斜率越小,并且灰度电流信号730存储后“突降”造成驱动晶体管731的栅极电压降低VG时的电流量的减小,曲线841比曲线842大。因此,为了抑制“突降”造成的漏极电流减小,最好使驱动晶体管的W/L小于等于0.5。这时相对于设定电流Iw,降低量小于等于1%。由于沟道宽度的最小制作尺寸、延伸沟道长度造成的芯片面积增大的影响,需要使下限值大于等于0.002。
综上所述,通过形成使用电流复制器电路的输出级,实现输出偏差小的驱动器IC。
面向大屏幕显示板的源极驱动器中,需要高速传送视频信号,因而信号线频率高,造成存在辐射电磁波噪声的问题。又,面向电视机等的显示板中,输入的信号线位数增多,因而存在信号线多等问题。
因此,决定以小振幅信号传送视频信号。图85示出这时的源极驱动器852、栅极驱动器851、控制器854与电源组件853的连接。其中进行小信号传送的是信号频率高的时钟858、同步信号857、视频信号线856。
图86示出视频信号线856的传送方式。1水平扫描期864内形成输出到像素的数据的传送期(数据传送期965)和消隐期866。未必需要存在消隐期。
按显示板的源极信号线数(彩色显示板时划分成信号线数/色数(一般为3色))划分数据传送期865。将划分后的周期取为周期862。在该周期862内,通过视频信号线856传送决定是否在水平期的始端插入红绿蓝的各色数据861和符合灰度的施加电压的1位预充电标记862。可用任意方法传送视频信号数据861和预充电标记862,包括根据传送信号速率、信号线数的约束一起并行传送全部数位的情况至逐位串行传送的情况。
又,大型用电流驱动器中,因显示板规模大造成的源极信号线寄生电容增大、像素增多造成的水平扫描期缩短而1水平扫描期内电流不能变化到规定值的问题显著。因此,必须在利用电流显示规定灰度前,暂时利用电压使源极信号线状态变化到规定灰度附近后,利用电流使其变化到规定电流。
图89示出源极驱动器的组成例。这里的源极驱动器示出图85的源极驱动器852。视频信号与时钟和同步信号一起作小振幅信号传送,因而将视频信号输入到在源极驱动器侧作电平变换用的差动输入接收器893。将视频信号变换成CMOS或TTL级的灰度数据386。将灰度数据386输入到移位寄存器和锁存部384以及预充电电压变换部884。由移位寄存器和锁存部384将灰度数据386分配给各输出,由电流输出级23将分配的灰度数据变换成符合灰度的电流量。由此,能进行符合灰度的电流输出。另一方面,将灰度数据同时输入到预充电电压变换部884。预充电电压变换部884利用图88所示的电路组成,根据信号885输出符合灰度数据的电压。可根据预充电值变换部882的变换矩阵和电阻元件833的值,使输出的电压变化。
电流写入期中的像素与源极驱动器之间的等效电路是图12(a)所示的电路。这时,设白显示时的电流为I3,黑显示时的电流为I1,则预充电电压输出的变动范围为图12(b)的V3至V1的范围。V3和V1的值根据像素的驱动晶体管62的沟道规模变化,例如沟道宽度越小,V3与V1之差越大。本发明中,从外部添加配置图88的883所示的2个电阻元件,并能任意设定电阻值,以便能输出因显示板(像素晶体管组成)而不同的电压值,从而可作对各种显示板的电压输出。红、绿、蓝中,一般有机发光元件的电流—亮度特性不同,因而各色I1、I3的值不同,结果使各色V1、V3也不同。因此,图88所示的预充电电压变换部884需要3个电路的源极驱动器。各色外加电阻值不同。图85和图89描述1个电路,但实际存在红绿蓝的3个电路。
利用分配部和保持部383使上述那样根据灰度输出的电压分配到各输出。由此,对各输出分配符合灰度的电流和符合灰度的电压。由电流电压选择部385选择输出电流和电压中的任一方。
由预充电电压施加判断部56决定选择电流和电压中的哪一方。预充电电压施加判断部56根据预充电脉冲451和预充电启动895进行判断,仅在输入预充电脉冲451并且预充电启动895输出进行预充电的信号的情况下,施加电压。
由此,如图90的输出901所示,设与灰度数据Dn(n为自然数)对应的电压为VDn、与该数据对应的电流为IDn,则预充电判断信号383为高电平并且进行预充电时,在1水平扫描期内输出VDn后,输出IDn(VDn施加期取决于预充电脉冲451的脉冲宽度)。反之,在低电平时,不输出VDn,在1水平扫描期的期间仅输出IDn(图47示出电流输出或电压输出的大致时序图)。通过利用预充电判断信号383,在难以变化到与规定灰度值对应的电流的低灰度部,利用电压首先使源极信号线状态大致变化后,利用电流使源极信号线变化到规定电流值。另一方面,在高灰度部和多行连续显示同一灰度时的第2行及其后的行中,由于高灰度部中源极信号线能方便地变化到规定电流值并且多行连续时源极信号线状态不必变化,不需要利用电压变化到规定灰度值,所以可作不利用预充电判断信号383进行预充电的控制(此状态下利用电压进行变化时,可能产生像素电路的驱动晶体管62的特性偏差造成的亮度不匀,因而以不施加电压为佳)。预充电判断信号具有这样根据源极信号线状态决定是否进行预充电的优点。因此,需要即使视频信号线856上传送的数据量每色各多1位也进行传送。
对预充电期利用命令线847将预充电脉冲451输入到源极驱动器,从而能根据预充电期设定值更改预充电脉冲451的脉冲宽度。由此,根据屏幕尺寸,在预充电需要的最短时间进行电压输出,并且使形成规定亮度的电流输出期尽量长,从而便于校正电压设定中产生的驱动晶体管62的特性偏差的亮度不匀。由于减少命令线847的信号线数,如图87所示,构成利用串行传送将1位数据传送到源极驱动器。源极驱动器需要的命令除预充电期设定872外,仅为更改基准电流值用的基准电流设定871和驱动器输出启动信号。这些信号不频繁改写,即使频繁进行也在1水平扫描期内改写1次即可。图87的地址中,全部为15位,源极驱动器中移位寄存器用的时钟871可以比1水平扫描期内进行变化的时间充分,所以可不受电磁波噪声的影响地传送信号。因此信号线数可为1条。又,命令线847中流通的数据的判别通过例如以离开定时脉冲849的下一时钟8位份额从高端位至低端位的顺序做成基准电位设定,其次为预充电期设定,最后为输出启动信号,则不需要命令判断线(地址设定)。由此,能以不多的信号线数设定源极驱动器。而且,构成输入基准电流设定信号的基准电流产生部891能利用电子电位器更改基准电流,并根据设定信号改变电子电位器值,从而改变基准电流(图8示出组成例)。
以各色偶数位构成视频信号时(例如各色10位,总共30位),对各色添加各1位预充电标记862,因而全部位数总和必然为奇数位(本例时为33位)。进行低振幅信号传送时,布线大体上以扭绞线对传送。在33位的信号线上传送的情况下,传送速率与驱动器相同时需要66条线。这里,布线数量多,因而将常规传送速率提高到相对于驱动器时钟为一定倍数地进行传送,使布线数相应减少。例如以2倍速传送的情况下,1次传送中传送各17位时,能传送34位。其中,通过按33位输入数据,对数据进行2倍速传送。然而,与实际传送能力34位相比,相当于传送1位空白数据。同样,以偶数倍数进行传送时,奇数位的数据中必须传送1位空白数据,显然信号线利用率低。即,即使增加1位数据,也不影响传输速率(时钟的倍数)、信号线数。
因此,本发明中,决定在红绿蓝各视频信号和预充电标记中添加数据/命令标记911,从而可做成该数据/命令标记911的值为例如1时,传送视频信号和预充电标记,0时进行源极驱动器的各种寄存器设定。图91(a)示出数据传送,图91(b)示出各种寄存器设定时的各位的组成,图92示出数据传送和各种寄存器设定的传送定时。利用1水平扫描期内传送全部各色的视频信号和预充电标记后的消隐期,利用数据/命令标记911进行源极驱动器的各种寄存器设定。这里,如图91(b)所示,设定基准电流设定和预充电电压施加期。
这样,就不需要图85的命令线847,能减少信号线数。
图93示出源极驱动器的框图。使命令数据和视频信号从视频信号线856分离,因而添加将小振幅信号变换成CMOS级用的电路的视频信号与命令分离部931是与图89的组成的不同点。
这样使预充电标记与视频信号线同步地传送而且需要进行各种寄存器设定的源极驱动器IC中,能用同一信号线按照小振幅信号高速传送视频信号线和预充电标记或者视频信号线、预充电标记和各种寄存器设定。由此,能减少预充电标记需要的布线、各种寄存器设定用的布线的数量,而且能减小高速传送时的电磁波噪声。
小型用途的显示板中,组件配置在空间上受限制,需要极力减少引出到显示板外部的信号线数。与大型显示板相比,显示位数少,所以视频信号线传送速率低。因此,如图94和图95所示,视频信号线856中,除复接灰度显示用的数据(红绿蓝各色数据,这里取为R数据、G数据、B数据)和对该灰度显示数据判断是否进行预充电的预充电标记862外,还发送栅极驱动器控制用数据951。发送栅极驱动器A(851a)和栅极驱动器B(851b)两者的控制需要的信号线。发送的信号是移位寄存器工作用的时钟、驱动脉冲、输出启动信号和决定移位方向的信号。输出启动信号有时以几微秒的单位使信号线状态变化,因而图96中不仅在数据传送期962而且在消隐期963,传送栅极驱动器控制用数据951。因此,如图95(b)所示,除传送源极驱动器设定信号外,还传送栅极驱动器控制数据951。由此,除电源线外,可用最少2对扭绞线和3条信号线构成从显示板引出的信号线。
减少信号线数时,传送速率提高,因而装在发送侧控制器854的时钟产生部的耗电增大。通常,进行小振幅传送时的功率大体上是时钟产生部消耗的功率。因此,要求低功率化的设备增多用于视频信号线856的扭绞线的数量,降低传送速率,从而使耗电减小(信号线耗电为时钟产生部耗电的10分之1至20分之1)。可串行依次传送图96的964所示的周期中发送的图95(a)的数据串或根据视频信号线856的数量并行传送部分或全部数据串。
用源极驱动器852分离这样作小振幅传送的视频信号线856的数据。图98示出源极驱动器852的内部组件。其特征为:具有用于输出时钟853、视频信号线856、与启动脉冲848至时钟858生成的源极驱动器时钟871同步的灰度数据386、预充电判断信号383以及栅极驱动器控制线941的视频信号与命令分离部931。如图95所示,栅极驱动器控制信号必须以与视频信号和命令对应的方式加以发送,因而能如图97那样解调成与源极驱动器时钟871同步的信号。这样,就不必将栅极信号线引出到显示板外部,可实现信号线数量少的显示板。而且,具有通过与源极驱动器时钟871同步输出,使源极驱动器和栅极驱动器的定时便于对准的优点。又由于不需要控制器854至栅极驱动器851的控制线,控制器854的输出端子数量少,能用较小的封装件制成控制器851。
与图93的组成相比,图98的组成产生并输出预充电电压的组件不同。图93中,产生适应视频信号的电压,并且用模拟芯片将其分配给各输出,但图98中将电压设定线986决定的预充电电压产生部981的多个电压分配给各输出级,并由预充电电压选择和施加判断部982判断输出多个电压或仅进行电流输出。因此,不需要分配部和保持部383。与大型显示板相比,小型显示板中,由于1水平扫描期长而且源极线的寄生电容小,容易写入高端电流值。因此。本源极驱动器以仅用电流也可写入的高灰度部不施加电压为前提,减少产生电压值的数量,谋求减小电路规模。此例子中取为3值输出电压。可根据需要使电压值的数量从1变到7左右。
说明适应视频信号数据的预充电电压输出方法。利用图95(a)的方法从视频信号线865成对发送视频信号和预充电标记。在彩色显示板的情况下,分别发送红绿蓝各1对。由于利用相同的方法进行预充电,这里用红信号进行说明。将成对发送的R预充电标记861a和R数据861a输入到视频信号与命令分离部931。在该部变换成CMOS级后,分别形成预充电判断信号383和灰度数据386。将逐一像素依次送来的信号输入到分配给各输出用的移位寄存器和锁存部384。分配后,通过灰度数据线985将灰度数据386输入到电流输出级23,从104输出符合灰度的电流。另一方面,将预充电判断信号383输出到预充电判断线984。如图100所示,预充电电压选择和施加判断部982利用预充电判断线984和预充电脉冲451控制译码部1001和选择部1004,并判断输出灰度电流104或输出预充电电压983中的哪一个。这里从4个输入中选择1个信号,因而预充电判断线984需要2位的宽度。广义而言,设预充电判断线984的位数为N(N为自然数),则需要2N的值大于等于预充电电压数+1的位数。
如图47的473所示,预充电脉冲451是决定1水平扫描期内的电压输出期用的信号。因此,由预充电判断线984输出任一个预充电电压983时,也仅在预充电脉冲451的输入期输出电压。
图101示出预充电脉冲451和预充电判断线984与输出1005的关系。据此,通过从控制器控制输入到预充电判断线984的信号,能设定输出与视频信号对应的预充电电压的周期。
由预充电电压产生部981产生预充电电压。图99示出内部电路组成例。由电阻划分并产生各电压(983输出一般连接运算放大器)。由电阻元件992a和992b决定Vp1。Vp3则由于发光色需要的电流值不同,构成能每一色改变电压。能用电阻元件997和电压选择部994选择Vs1至Vs4中的任一个。这样,具有图6的像素电路的显示装置中,源极信号线电流(=EL元件63中流通的电流)与源极信号线60的电压的关系与图102的驱动晶体管62的电流—电压特性一致,因而绿与蓝中EL元件的发光效率不同造成的每一灰度的电流偏差表现为源极信号线电压偏差。考虑需要预充电的0灰度至2灰度时,蓝比绿发光效率低,因而需要许多电流,即使同样为第2灰度,蓝为1021的点,绿则为1022的点。因此,电压值也不同。利用电压设定线986控制电压选择部994,例如994c选择Vs4(955c),994b选择Vs1(995a),从而能使预充电电压值根据图102的色改变。通过决定符合驱动晶体管62的特性的997、998的电阻值,能产生高端的电压。电压设定线986能从外部设定其值,并如图95(b)所示,在命令期输入预充电电压设定953后,由视频信号与命令分离部931使其与视频信号分开,从而取出电压设定线986。利用这点,进行各色不同的电压设定时,不新增外部信号线数也能实现。图98中仅记述3个预充电电压983,但这是示出单色的例子的图,多色的情况下,每一色有3个预充电电压,共需要9个。预充电电压选择和施加判断部982的电压输入为3个。这是因为每一输出已决定显示色,所以输入与输出的色对应的3个电压即可。
需要8个或更多的电压值时,图100的译码部1001和选择部1004的电路规模变大,因而图89的电路组成较佳。
做成图95、图98的组成或图91、图93的组成可根据显示板规模和像素数选择哪一方进行决定。
由此,能以不多的信号线实现可作电流和电压输出的源极驱动器IC。
电流驱动器IC的问题具体是因低灰度部中输出电流值小造成的源极信号线寄生电容充放电不充分而写入到像素的电流变化慢。用Δt=C×ΔV/I(其中C是源极线电容,ΔV是源极线电压变化量,I是源极信号线流通的电流)表示电流进行变化需要的时间,因而具体判明灰度越低,变化越需要时间。还判明白至黑、黑至白的变化中,黑至白的变化较花费时间。
例如,设白显示时流通10nA的源极信号线电流,黑显示时流通0nA的源极信号线电流,则白至黑的源极信号线电流变化的状况为图104所示的波形,黑至白的源极信号线电流变化的状况为图105所示的波形。
QCIF+176×220像素的显示板中,用60Hz扫描1帧的情况下,1水平扫描期为约70微秒。从初始状态以70微秒进行的变化,其中白至黑如图104所示那样相对于目标变化达94%,而黑至白如图105所示那样相对于目标仅能变化5%。
10nA与0nA之间的变化中出现达到这种程度的差别是因为源极信号线电压值对源极信号线电流值的变化为非线性。图106示出源极信号线电流与电压的关系。由驱动晶体管62的电流电压特性1063决定电流与电压的关系,与曲线1063对应的电压随源极信号线的电流形成源极信号线电压值。电流变化需要的时间的公式Δt=C×ΔV/I中,黑至白变化时,I=10nA;白至黑变化时,源极驱动器的电流为0,但由于驱动晶体管要供给10nA的电流,初始状态中同样为I=10nA。于是,判明Δt与70微秒相同时,ΔV必然相等。从10nA的状态源极电位升高ΔV时和从0nA的状态源极电位降低ΔV时,根据曲线1063的特性,电流变化量完全不同。电位升高的方向上,如1061所示,从10nA减小到6nA,而电位降低的方向上,只能从0nA变化到0.5nA。结果,形成图104和图105所示的电流变化。
这里以10nA与0nA之间的变化为例进行了说明,但任意灰度组合中,同样也是高灰度至低灰度的变化比低灰度至高灰度的变化快。
因此,本发明考虑加快变化速度慢的低灰度至高灰度的变化用的方法。
为了加快变化,减小源极信号线电容或减小电压变化量或加大电流。源极信号线电容由显示板规模决定,因而不能变化。使电压变化量减小,只能改变驱动晶体管的电流电压特性,具体而言,只能加大晶体管的沟道宽度或缩短沟道长度。加大沟道宽度时,晶体管规模增大,1像素份额的面积小的小型高清晰显示板不能对付。缩短沟道长度,则发生早期效应较大,如果写入时和EL发光时(图7(a)和图7(b)的周期)驱动晶体管62的漏极电压不同,产生早期效应造成各情况下漏极电流变化的问题,所以不能缩短沟道长度。因此,考虑加大源极信号线电流。
图108示出对某一像素写入电流I时的本发明源极驱动器电流输出波形。其特征为:在水平扫描期始端遍及10微秒设置流通10倍规定电流的电流的周期。通过流通10倍电流,例如图107所示,电流变化可如过去的1072至1071那样变化,能作70微秒的规定电流写入。这样在1水平扫描期的始端设置使源极信号线流通的电流增加的周期,从而电流值变化加快,并写入规定电流。
使电流为规定值10倍地进行输出时,需要计算10倍规定电流的值,而且需要在源极驱动器侧也设置使10倍电流流通的功能。这里产生的问题是需要运算电路,或必须使源极驱动器的电流输出级的电流源增加10倍,从而电路规模加大。又,根据显示色每一灰度的电流值不同时,需要使每一灰度倍率变化。因此,处理复杂。
因此,本发明中,由于低灰度至高灰度的变化时难变化,而且低灰度中灰度0变化最慢,调查为了使灰度0变化到下一灰度,有多大的电流才能在1水平周期内变化,并构成在作为本发明第3期间的例子的1水平扫描期的始端周期施加该电流值(这里为Ip1)后,施加规定电流,从而在1水平扫描期内能变化到规定电流值。规定灰度值大于Ip1时,在流通电流Ip1的期间也流通规定灰度电流,从而遍及整个灰度区都能在1水平扫描期内写入灰度0至规定灰度的电流。这时,可设置仅在视频信号未达到某灰度时插入Ip1的周期,因而不需要乘法器。在输出级也可仅对各输出设置1个输出Ip1的电流源。图103示出概念。除灰度显示用电流源外,还在电流输出104设置预充电用的电流源Ip1(1033),则能实现。使用该电流Ip1,仅为了加快变化到规定灰度的速度,所以相邻端子间可以有偏差。因此,与构成灰度显示中用的电流源的晶体管相比,输出相同的电流,也能实现得晶体管总面积小。
此外,该电流Ip1根据源极线容量、像素晶体管的电流电压特性决定最佳值,不依赖于EL元件63的发光效率。因此,各色可都包含共同的电流值,不必每一色个别调整,能用小电路构成。
图109示出在水平扫描期的始端设置输出Ip1的功能时的相当于本发明自发光型显示装置的电流输出型驱动电路的源极驱动器IC的组成。这里,将水平扫描期始端上输出的电流Ip1称为预充电电流。其特征为:设置产生预充电电流用的预充电基准电流产生部1092、根据本发明的规定的第1条件判断是否对源极信号线进行输出的预充电电流输出级1092、以及设定预充电电流期的脉冲产生部1097。预充电基准电流产生部1092和预充电电流输出级1094构成本发明的预充电电流施加单元,它们连同控制源极驱动器IC(图109中未示出)的控制器一起构成本发明自发光型显示装置的显示控制装置。脉冲产生部1097相当于本发明的第3期间产生单元。关于图109未示出的控制器部,可与源极驱动器合为一体,也可作为另外的控制器当作另一器件。集成为1块芯片对使用1~2个左右源极驱动器的较小型显示装置尤其有效。
由预充电判断信号383决定是否输出预充电电流。由于将预充电判断信号383与灰度数据同步发送,可设定每一像素是否设置预充电电流输出期,并且设置多个预充电电流时可设定选择其中的哪一个。为了分配给各输出,由移位寄存器和锁存部384将其连同灰度数据386一起分配给各输出。将灰度数据作为灰度数据线985输入到设在各输出的电流输出级23。电流输出级23将灰度数据线985、适应基准电流产生部892产生的基准电流值的电流量输出到1093。图110以灰度数据线985为3位的例子示出多色适应驱动器时的基准电流产生部891和电流输出级23的组成。利用基准电流设定线934使1101的信号线电位变化,从而运算放大器1103、电阻1102和晶体管组成的恒流电路的电流值变化。由此,判明电流随基准电流设定线934的值变化。根据灰度数据线985的值改变连接输出的电流源晶体管105的数量,从而使灰度数据线985改变输出1093的电流。有机EL元件一般每一发光色发光效率不同,因而需要使各发光色每一灰度的电流不同。本发明中,做成通过以IC外部元件方式构成电阻1102,容易调整电阻1102,用电阻值使每一灰度的电流值变化,取得白均衡。另一方面,将分配给各输出的预充电判断线984输入到预充电电流输出级。预充电电流输出级1094还从预充电基准电流产生部1092根据预充电脉冲1098输入信号。
由脉冲产生部1097决定预充电脉冲1098的脉冲宽度。脉冲产生部1097利用电流预充电期设定线1096的值、定时脉冲和时钟值,使用计数器电路等,根据预充电期设定线1096的值从定时脉冲输出将预充电脉冲1098输出。
决定预充电电流值的预充电基准电流产生部1092利用预充电电流设定线1091的输入,使预充电电流变化。
这2个外部设定值(电流预充电期设定线1096和预充电电流设定线1091)为了减少源极驱动器输入信号线,在视频信号线856上利用视频信号的消隐期在消隐期中发送设定信号。因此,通过视频信号与命令分离部931从视频信号线856取出电流预充电期设定线1096和预充电电流设定线1091。
图111示出预充电电流输出级1094和预充电基准电流产生部1092的电路组成(2个多彩色3色组的例子)。
预充电电流输出级1094中,利用预充电判断线984和输入预充电脉冲1098的判断信号译码部1111,将预充电电流源晶体管1112至1114或灰度电流1093中的1个连接到输出104,从而选择是否输出预充电电流。
由此,预充电脉冲1098为高电平时,能根据预充电判断线984的值决定输出预充电电流源中的哪一个或输出灰度电流而无预充电电流。
预充电电流可为单值,但由于需要的电流值因显示板规模(即容量值)而不同,以任意规模广泛使用IC驱动器时,通过面向大型、小型显示板地调整电流,使其输出多个值,能提高通用性。
预充电脉冲1098的脉冲宽度取决于显示板规模和水平扫描期长度,但最好长于或等于5微秒并且小于等于水平扫描期的50%。此范围中未写入规定灰度时,通过使预充电电流增加进行适应。可根据灰度数据386控制预充电判断信号383,使电流输出级输出的电流小于预充电电流时,施加设有电流插入期的灰度数据386的值。为了减少输入信号线数和对付电磁波,可用图95所示的方式对预充电判断信号383进行小振幅差动输入。
这样,即使与1行前的数据相比,下一行的数据为高灰度的情况下,通过输入预充电电流,也写入希望的电流。
从高灰度变化到低灰度时,如图104所示,写入实质上目标电流值,因而可保持原样,但对灰度0(黑)而言,能准确显示黑可提高对比度,增强作为自发光元件特征的能显示黑的优点。
因此,从0以外的灰度变化到0灰度时,在相当于本发明的第4期间的水平扫描期的始端期施加利用电压显示黑的电压,从而实现准确的黑。对源极信号线施加与黑电流对应的电压时,有些施加电压由于驱动晶体管62的电流电压特性偏差,从像素观察到黑飘浮(发微光)现象。为了防止这点,施加电压做成考虑电流特性偏差,施加即使最常流通电流的驱动晶体管62也不流通电流的电压(预充电电压),从而能防止驱动晶体管偏差造成的亮度偏差。这里,在将所述第3期间设定为0时,将第4期间设定在所述第1期间的始端期,并且在将所述的3期间设定成非0时,将其设定在所述第3期间的始端期。
图112示出能在水平扫描期内施加预充电电流或预充电电压的源极驱动器的组成。其特征为:含有预充电电压产生部982、指定电压预充电进行期的电压预充电脉冲451,以便能供给预充电电压。
用电压进行预充电时,电压施加期长于或等于0.8微秒且短于或等于3微秒,就能对源极信号线充分充电。因此,仅施加比电流预充电短的时间,所以输入与电流预充电脉冲1098不同的信号线电压预充电脉冲451。可与电流预充电共用该时间,但这时由于符合灰度的电流的流通期短,未充分校正电流造成的驱动晶体管的偏差,可能在黑显示电压值变化时产生亮度不匀。因此,极力缩短电压施加期,加长灰度电流输出期(各种显示板可分别根据驱动晶体管62的偏差调整预充电电压,但实际上显示板之间、批量之间有可能驱动晶体管62的特性偏差大。针对这点,调整预充电电压,则可共用,但需要调整工序,不实用。由于利用电流实施此调整功能,灰度电流输出期长的较佳。小型显示板中,由于源极线容量较小而且水平扫描期长,即使共用也能充分校正。所以按芯片规模优先共用2个预充电脉冲)。
1098和451这2个预充电脉冲起始位置相同(水平扫描期始端),仅脉冲宽度不同,因而可利用根据源极驱动器时钟871和定时脉冲849编制的计数器进行编制。分别由电流预充电期设定线1096,电压预充电期设定线933规定脉冲宽度。与图109的组成相同,为了减少源极驱动器的输入输出信号线数,利用视频信号线856的消隐期进行发送。由于在1水平扫描期输出1次2个脉冲,可在消隐期中插入设定的信号,使即便最常改写设定也1水平扫描期内改写1次。
虽然是施加的预充电电压值,但该值由预充电电压产生部981产生。输出到预充电电流电压输出级112的电压在各色有多个该电压时,可用与图99相同的组成,但与灰度0对应的电压在各色中仅为单值时,其组成可用电子电位器和运算放大器分别构成3个电压,并利用电子电位器调整电压值。哪一种组成都利用预充电电压设定线986进行电压值调整。与预充电脉冲相同,也利用视频信号856的消隐期实施设定线。
在预充电电流电压输出级1121根据本发明规定的第1条件、第2条件,选择输出预充电电压、预充电电流、灰度电流中的哪一方。图113示出预充电电流电压输出级1121的电路组成。本例中,由于对2个电流预充电电流源1112和1113和1个预充电电压线(共计3个)以及灰度电流1093进行选择,预充电判断线984为2位。判断信号译码部1131根据判断线984以及预充电脉冲1098和451译码出判断输出4个中的哪一个的信号。图114示出切换部1132、1133、1134、1135的状态与输入信号的关系。由预充电判断线984决定是否进行预充电、进行预充电时是电流还是电压。而且,设计成进行预充电时,仅在电流或电压预充电期进行预充电,其它时间则输出灰度电流。由此,实现具有电流或电压预充电功能的源极驱动器IC。图12至图14中,给出本发明规定的第1条件、第2条件,按电压预充电的电压数为各色1种、电流预充电的电流数为各色2种进行了说明,但任意种均可实现。
图115示出成为预充电判断线的基础的预充电标记的产生流程图。
这里,考虑进行预充电的条件。作为本发明规定的第2条件,仅在形成灰度0时进行电压预充电。而且,1行前为灰度0时,由于信号线在该2水平扫描期不变化,不必进行电压预充电,所以不进行预充电。接着,是电流预充电,但高于或等于一定灰度时,1行前的数据是什么样的数据都能利用灰度电流充分写入,因而不需要电流预充电。输出大于电流预充电用电流源的电流值Ip的灰度电流的灰度一般不需要电流预充电。图115的例子中记述3.5型QVGA沟道的流程图。该情况下,32灰度或更高的灰度由于能变化到规定灰度,不需要电流预充电。需要电流预充电的是1至31灰度显示行,而且1行前的数据大于显示灰度时也进行电流预充电。有关行的数据小于1行前的数据时或灰度相同时,不需要电流预充电。1行前的数据为灰度0时,多数施加预充电电压,防止电压造成的亮度不匀,因而施加高于规定灰度的电压。因此,源极信号线的电位变化量大,难以写入规定灰度。所以,可在1行前的数据为0时,备有预充电电流值大于Ip的Ip0,并且在灰度0后输出该电流。
由于实现上述预充电,如图115所示,首先在1151所示的方框调查视频信号数据,并转移到不需要预充电的灰度32或更高灰度、形成电压预充电的灰度0、其它灰度。灰度32或更高的灰度由于不需要预充电,根据1157的判断,使预充电标记值为0(使用图114的判断信号译码部1131的真值表的情况)。
灰度0的情况下,利用1152的流程参考1行前的数据。灰度0时不需要预充电,因而分成灰度0和非灰度0,灰度0表作预充电(1157),使标记为0,而非灰度0则判断为1154的作电压预充电,使预充电标记为1。
剩下的高于或等于灰度1至低于或等于灰度31的范围中,1行前的视频信号数据大时,不需要预充电,因而不作预充电(1157),标记为0。灰度0时,需要将电流Ip0作为预充电电流,因而形成1155的电流预充电(电流源1113)。于是,标记值为3。其它情况下,使用常规电流预充电(电流值Ip),因而形成1156的电流预充电(电流源1112),预充电标记输出2(这里假设电流源1112是Ip的电流源,电流源1113是Ip0的电流源)。
根据显示板,有时Ip的值大,带来需要预充电的灰度数增加。这时可设置1151的转移命令,使条件转移的条件能利用外部命令等更改。预充电电流源和电压源的数量增多等情况下,可同样编制适当流程图,并实现其电路。
实现该流程图的预充电标记产生部1162如图116所示,通常在控制器854内部将存储视频信号1161和1行前的数据的存储器1164的输出作为输入,并与视频信号1161同步地输入到小振幅差动信号变换部1163。为了减少信号线数和对付电磁波噪声,在该部变换成小振幅差动信号,而且在消隐期中插入源极驱动器的控制信号,并对源极驱动器输出视频信号线851和时钟858。用1个IC构成控制器和源极驱动器时,可以不需要小振幅差动信号变换部1163,将该信号原样输入到移位寄存器和锁存部384。
图109和图112中,输出栅极驱动器控制线941,但该信号用于减少控制器输出信号线数量,在控制器输出信号线数量不受限制时,不需要该信号。
判明需要的电流预充电电流量在进行同一灰度显示时,也因1行前的显示灰度而不同。例如显示灰度16的情况下,1行前的灰度为0时,需要符合64灰度的预充电电流,而在1行前的灰度为1时需要符合26灰度的预充电电流,1行前的灰度为20则为符合16灰度的预充电电流(=也可为0)。因此,决定预充电电流时,需要参考1行前的数据,根据1行前的数据和有关行数据的值设定最佳预充电电流。
有对1行前数据与有关行数据和预充电电流值的关系准备矩阵表以控制预充电电流的方法,但灰度数多时,表的规模大,存在IC设计时电路规模大的问题。
不构成准备矩阵表以决定预充电电流是因为源极信号线始端形成什么状态在变化时间出现的差异大。用源极信号线容量×1行前与有关行的源极信号线电位差表示电流变化需要的时间。源极信号线的电流与电压的关系如图106所示,遵从驱动晶体管62的特性,因而用非线性曲线表示。显示灰度越低,每一灰度的电位差越大。因此,即使灰度差相同,变化到规定电流也时间大为不同。例如与0灰度至2灰度相比,2灰度至4灰度的电位差为1/2,因而与源极信号线电流为2倍加在一起,则写入时间为1/4(灰度差同为2时)。不仅需要检测出灰度差,而且需要根据灰度差和显示灰度决定预充电,至少要参考1行前的数据和有关行的数据。
灰度差与源极电位差存在正比关系,则唯一地决定相对于灰度差1的源极电位差,从而决定每一灰度差需要的电流份额。根据这点能利用计算对任意灰度差求出需要的电流量,因而能根据灰度差计算结果决定需要的电流值,如果存在仅能存储1行前数据和每一灰度差需要的电流的单元,就能决定预充电电流。
然而,本发明的自发光型显示装置中,灰度差与源极电位差不形成正比关系,即使灰度差相同也产生源极电位差不同的情况,因而预充电电流值参考1行前的数据和有关行数据,据此首先计算源极信号线电位差。需要根据源极信号线电位差决定预充电电位。不可能用计算求出1行前数据与有关行数据和源极信号线电位差的关系或者需要电路规模非常大的计算,因而实际上不可能,为了预先准备表,以根据1行前数据和有关行数据判明需要的电流值,需要全部灰度组合中,预先记录预充电电流值,
256灰度的情况下,需要对相当多的全部6万5千种组合进行存储,这时很难实际制作电路(实际制作时,不存储不需要电流预充电的灰度的组合,以减小电路规模。由此,能以1万种左右的存储量实现)。
因此,本发明为了进一步减小判断预充电电流时的电路的电路规模,决定在水平扫描期的始端利用电压施加与灰度0相当的电压。能以1微秒~3微秒左右实现利用电压使源极信号线状态变化到灰度0。由于在水平扫描期的10%以内的时间使其变化,不必大量牺牲写入需要的时间,就能使源极信号线变化到灰度0的状态。
通过设置施加该与灰度0相当的电压的时间(称为电压预置期),能使源极信号线状态总从灰度0的状态开始变化,不必存储1行前的状态(因为总为0)。由于仅存储符合显示灰度的预充电电流,存储量大为减少,即使多也为70种左右就可以。
电压预置期后,为了快速变化到规定电流,设置预充电电流输出期,使电流变化到规定灰度附近后,输出符合规定灰度的电流,从而即使在电流变化速度慢的低灰度区也能快速变化。
使符合显示灰度的预充电电流为最佳值后输出的方法中,各输出需要所需电流值种类的最佳符合预充电电流值的电流源。除灰度显示用电流源241外,还配置电流预充电用电流源时,源极驱动器的电路变大,芯片规模增大。又由于电流变化需要的时间因源极信号线容量而变化,有可能不同规模的显示板电流预充电电流值不同。形成电路的驱动器IC不能使预充电电流变化,因而可例如通过将少于和多于需要的电流源数的电流值作为备份,改变符合灰度的电流值的选择模式加以应对,但存在电路规模进一步加大的问题。
因此,本发明中,使预充电电流施加期随灰度变化,而电流值不随灰度变化,以便能用来自外部的命令操作等进行适应多种显示板规模的最佳电流预充电。
具体而言,使预充电电流为与最大灰度显示时的电流对应的电流,并且施加该预充电电流的时间变化时,在时间短的情况下,预充电电流的变化量小,所以形成低灰度程度的电流,而在时间长的情况下,由于预充电电流的变化量大,形成高灰度电流。
图117示出实现这点的源极驱动器组成。图118示出输出预充电电流和符合灰度的电流的电流输出部1171的电路组成例。
图118中,灰度显示用电流源241根据灰度数据线985控制的切换单元1183,决定是否连接到输出104。将该电流源设计成电流量随灰度数据线985的位加权变异。具体而言,如图25那样用晶体管形成电流源,并且根据个数决定电流加权,则能准确输出电流。
通过能从同一电流源输出预充电电流,减小电流源部的电路规模。因此,将是否把电流源连接到输出104的切换单元114与113并联,利用电流预充电控制线181控制切换单元1184,从而共用电流源,使电路规模减小。仅用这样对1个电流源241并联配置切换单元1183和1184就能实现,是因为预充电电流值为最大电流(白显示电流)才能实现。将切换单元并联,但任一方为导通状态,则输出连接的电流源的电流。因此,这2个开关实现逻辑和电路并且在电流预充电输出期中电流预充电控制线1181为高电平,不输出时为低电平,则不输出时利用灰度数据985输出电流,输出时全部预充电控制线241进行输出,因而能不管灰度数据985怎样都输出预充电电流。通过使用最大电流值,电流变化快,能尽量缩短预充电电流输出期1203,具有将准确进行灰度显示用的灰度电流输出期1204取得长的优点。
通过设置2个并联的切换部1183、1184,不需要逻辑运算用的元件,因而能减小电路规模。
为了根据灰度控制预充电电流输出期,可使该电流预充电控制线1 181的高电平期根据灰度变化。因此,本发明中,设置脉冲选择部1175、多个电流预充电脉冲,根据预充电判断线984的值选择电流预充电脉冲群1171中的1个脉冲,并且各电流预充电脉冲1174为预先利用命令设定使高电平期不同的信号,从而能使预充电期变化。
图119示出该脉冲选择部1175的输入输出关系。电流预充电控制线1181和电压预充电控制线1182的状态根据预充电判断线984的值变化。在显示相同灰度连续的行等情况下源极信号线状态不变化时,不需要电压和电流预充电,因而本例中在预充电判断线984为0时,仅进行适应灰度的电流输出。在灰度0时,利用电压预充电显示灰度0,因而仅不需要电流预充电,所以预充电判断线984为7时,设置仅电流预充电控制线总为低电平的模式。其它判断值的情况下,能选择脉冲宽度不同的多个预充电电流脉冲中的1个。
由此,如图120所示,决定从预充电判断线984、电压预充电脉冲451、电流预充电脉冲1174输出到输出104的信号。遵从图119的关系时,输出在第1个水平扫描期进行电压预充电后,具有适应电流预充电脉冲1174d的时间的预充电电流输出期1203,并且末尾形成灰度电流输出期1204。后续的1水平扫描期中,仅存在灰度电流输出期1204。通过这样安排,设计成可利用预充电判断线984使电流预充电进行期变化,又使各电流预充电脉冲1174的高电平期根据外部输入变化,则能实现可根据显示板规模、水平扫描期进行最佳电流充电并且适应任意显示板规模、像素数的源极驱动器。
本发明中,如图117所示,利用脉冲产生部1121产生电流预充电脉冲群1174和电压预充电脉冲451。通过视频信号与命令分离部931从外部将电流预充电期设定线1096、电压预充电期设定线933输入到脉冲产生部1122,从而能用外部命令实现具有任意脉冲宽度的预充电脉冲。
又,使用有机发光元件的显示装置中,各显示色发光效率不同,因而各显示色中每一灰度的电流值不同,所以存在预充电电流值变化的问题。效率最好的显示色中,白显示电流值小,因而可能电流不充分变化到规定灰度。因此,本发明中,电流预充电脉冲群1174通过每一色备有1174g、1174h、1174i,调整电流施加期,从而解决上述问题。具体而言,效率最好的色使预充电的脉冲宽度整个加大电流减小的份额。
用图124的电流变化状况说明可通过使预充电脉冲1174的长度随灰度变化形成规定电流的情况(这时,设驱动器输出进行8位、256灰度输出,进行说明。对灰度数考虑根据实际使用的位数进行置换,则任意位数的驱动器也能同样说明)。
设电流预充电脉冲期为例如1174a,则电流利用预充电电流输出期1242快速变化后,输出规定电流,因而缓慢变化,形成图124(b)所示的曲线表示的电流变化。
另一方面,以时间较长的方式输出电流预充电时,例如输出1174c期的预充电电流时,在1243期快速变化,然后根据规定电流缓慢变化到灰度30(曲线124(c))。
而且,常施加电流预充电脉冲时,如图124(d)所示那样变化。
对图124(d)的电流变化曲线判明:进行电流预充电,直到接近形成规定灰度值的附近后,输出规定灰度电流,则电流能最快变化。灰度越高,预充电电流输出期越长,并且随着形成低灰度,该输出期变短,从而即使预充电电流值本身不变化,也能仅在施加期就变化到规定灰度。
图123示出3.5型QVGA显示板需要的预充电电流期与灰度的关系。随着灰度变高,预充电电流期需要加长。而且,判明36灰度或更高灰度不需要预充电电流期。因此,使需要的电流期与电流预充电脉冲如图123那样带有对应关系,并且利用外部命令将各电流预充电脉冲的高电平期指定为图123所示的周期,从而利用外部命令操作,在下一行也能由1个预充电电流源对全部灰度变化准确显示规定灰度。
将灰度与电流预充电脉冲的对应置换成预充电判断线984与电流预充电脉冲的对应。通过利用控制器IC等产生并提供与灰度数据对应的预充电判断信号,以对显示灰度选择希望的预充电脉冲,取得灰度与电流预充电脉冲对应。
这在灰度与预充电脉冲的对应变化时能利用控制IC的控制使电流预充电脉冲对灰度变化方面有利。
每一灰度的电流值大时,即使低灰度,不作电流预充电也能显示规定灰度。例如与图123的情况相比,每一灰度为2倍电流时,理论上可写入18灰度或更高的灰度,而不作电流预充电。这时,可通过改变控制灰度与预充电判断线984的关系的控制器IC中的处理,改写关系,加以应对。
因此,这样与灰度信号分开地另行准备预充电判断线,并利用该预充电判断线选择电流预充电脉冲,从而即使有机发光元件的发光效率变化时,也能用同一源极驱动器进行显示。
根据预充电判断线984的值选择具有多个脉冲宽度的预充电脉冲1174中的1个的方法中,为了能从外部用命令控制多个预充电脉冲1174的全部脉冲宽度,需要规定多个脉冲宽度的信号。从驱动器IC36直接输入全部该信号时,需要许多输入引脚,不实用。因此,本发明利用视频信号的消隐期,由视频信号线856在消隐期内串行传送全部设定值,从而能设定预充电脉冲宽度,而不增多外部信号线数。
图121示出利用视频信号线856进行命令输入用的信号输入方法。如图121(a)所示,视频信号发送期输入各显示色数据861(这里设想为红绿蓝。不限于该3色,可为适应显示装置的任意色的数据。例如青绿、黄、品红的3色等)和作为对各施加861判断是否进行预充电用的信号的预充电标记862,并使两者对应。一起发送判别视频信号用的数据/命令标记950。例如使数据时为1,命令时为0,则通过参考该位,能识别发送来的信号是视频信号还是命令。
接着,在消隐期发送命令。使数据/命令标记950为0,能识别是命令。用1次传送,可设定全部命令,则不需要这样,但本发明中,命令数量多,因而将若干位用作地址,根据地址的值判断数据与哪个命令对应。图121的例子在地址A1211中判断电流预充电设定信号或其它信号。图121(b)进行电流预充电期设定以外需要的信号的设定,并发送预充电电压值、电压预充电期、规定每一灰度的电流的基准电流设定信号912。图121(c)中,由于每一色需要分别对电流预充电输出期进行6个设定,又设定地址B1212,并根据地址B1212决定电流预充电脉冲的脉冲宽度设定多大。
根据图123,电流预充电脉冲的的脉冲宽度为约0.4微秒级距,因而作为级距宽度,以0.2微秒或0.4微秒实施,并且可变范围为6.4z微秒,则可对任意显示板进行调整。能设定32级或16级即可。1174a至1174f不必具有相同的脉冲宽度,因而应能分别设定不同的值,而且分摊各脉冲的任务,使1174a为脉冲宽度最小,1174f为脉冲宽度最大,则能构成例如可设定最小0.2微秒至最大8.4微秒的脉冲宽度,使1174a的调整范围为0.2微秒至6.6微秒(32级调整),1174f的范围为2.0微秒至8.4微秒(32级调整)。通过这样将各脉冲宽度可变范围设定成每一脉冲错开一点,能缩小可变范围,减小设定用的信号线宽度,可实现电路规模小的装置。
这样,做成能利用外部输入命令设定各种值,能实现适应任意显示板规模和析像度的显示装置的灰度的电流输出可快速的源极驱动器IC36。
本发明的电流输出部1171除图118那样对1个电流源241并联多个切换部外,还以能如图122所示那样在电流源241连接灰度数据线985的各位与电流预充电控制线1181的“或”门的切换部1221的控制中用的方法加以实现。能将切换部1183和1184形成得小的工序使图118的电路规模减小,但不能减小时,有时添加能以逻辑信号法则编制的“或”电路的方法,电路规模较小。
采取这2种电路中的哪一种,可考虑工序法则,采用电路规模较小的一方。
本例中,电压预充电脉冲451不管显示色,输入同一脉冲,但这样在电压使源极信号线状态变化时,利用输出的运算放大器的驱动能力决定状态变化速度,没有每一灰度电流等各显示色不同的信号造成的影响,因而为了减小电路规模,使电压预充电脉冲451为1个。电路规模没有问题时,可具有3个脉冲,以便能各色分别指定。
具有图118或图122的输出级组成部分的源极驱动器IC36中,能以图123所示的灰度与预充电脉冲的关系进行具有预充电电流输出期1243的输出,但利用图123的关系仅对灰度决定预充电电流输出期1243时,即使在例如源极信号线连续输出无变化的同一灰度的情况下也进行预充电。
如图125所示,水平扫描期始端的预充电电压施加期1251中,信号线变化到黑显示状态后,在预充电电流输出期1252中,源极信号线的状态变化到接近规定电流值的值,在末尾的灰度电流输出期1253中变化到规定电流值,从而水平扫描期的始端上,源极信号线电流暂时形成黑状态,所以与不进行预充电电流输出时相比,反而信号线状态变化并产生写入不充分的可能性提高。
因此,本发明如图126所示,在连续输出同一灰度电流输出时,后面的行不设预充电电流输出期1252,仅设灰度电流输出期1253,减小源极信号线状态变化,从而使写入不充分的状态难以产生。
图127所示的显示模式的情况下(该模式中1272区、1274区亮度相同,并且1273区亮度低于1272区、1274区),在形成1273区的第1行和形成1274区的第1行进行电流预充电。与列1271对应的源极信号线的输出电流波形如图128那样。在区1272对应的期间,输出电流无变化,因而水平扫描期1281内仅为灰度电流输出期。
转移到1273后的第1水平扫描期1281d中,源极信号线电流变化,因而为了使电流快速变化,设置预充电电压施加期1251d和预充电电流输出期1252d,与过去不输出预充电电流时(1282)相比能在短时间中输出与区1373对应的电流。区1273的显示连续时,也同样不设置预充电电流和预充电电压输出期,仅进行灰度电流输出,从而使源极信号线电流变化最小。
此外,源极信号线进行与区1274的显示对应的输出时,仅在第1水平扫描期1281g进行电压和电流预充电,而且,预充电电流输出期1252g比1252d长。根据图123的灰度与电流预充电输出期的关系,这符合灰度越高,也就是电流越大,预充电电流输出期越长。假设区1274为灰度0时,则预充电电压施加期1251g的后面形成灰度电流输出期1253g,没有预充电电流输出期1251g(预充电电流输出期1251随灰度存在,因而未必限定为存在)。通过进行该预充电,与过去不用预充电、仅用灰度电流输出使输出电流值变化的情况(1283)相比,能在短时间中使源极信号线的电流变化到规定电流值。
这样仅源极信号线状态变化时,为了进行电压预充电和电流预充电或电压预充电,除图123中与灰度的关系外,还需要与1行前的灰度比较,仅在视频信号变化时按图123的关系进行预充电。
图129示出判断是否进行预充电用的流程。根据视频信号1291,检测出当前的灰度值(1292)。这里,灰度为0时,与图123相同,也仅进行电压预充电,然后输出适应灰度的电流(1293)。
灰度36或更高灰度即使不进行预充电,电流也变化到规定灰度,因而仅进行适应灰度的电流输出(1296)。
灰度大于等于1至小于等于35的范围则根据1行前的灰度改变处理(1294),与当前灰度相同的灰度仅进行适应灰度的电流输出(1296)。这是为了在连续显示相同灰度时,如图126那样使波形变化小。
另一方面,1294的处理中,1行前的灰度和当前的灰度变化时,在预充电电压输出后进行适应灰度的时间的电流预充电,其余的时间进行适应灰度的电流输出(1295)。这相当于图128中1281d和1281g的水平扫描期内的运作。
预充电判断线984的信号在按图129的判断结果为状态1294、1295时,以形成图123的灰度与预充电电流输出期的关系的方式产生信号,则源极驱动器IC中进行图126所示的输出。形成状态1296时,可不用图123的关系,而按总输出灰度电流的要求决定预充电判断线984的值。
由此,又能使源极信号线变化最小,又能在变化点使电流快速变化,从而图127那样的显示中也能准确显示区域的边界。
在灰度0的显示中,通过源极信号线将预充电电压施加到像素电路内的驱动晶体管62的栅级,使其流通与黑显示对应的电流(小于等于1.3nA的电流)。然而,这时驱动晶体管62中,将电压变换成电流,因而与输入电压对应的漏极电流因温度变化而变化。例如图130所示那样,用低温多晶硅制成驱动晶体管62的情况下,温度高时(图130(a))比温度低时(图130(b))电流流畅。因此黑显示时的电流增大,存在产生黑飘浮的问题(图6的电路组成的情况下,驱动晶体管62的漏极电流为EL元件中流通的电流。因此,该EL元件流通的电流变大,使EL元件微弱点亮,产生黑飘浮)。
例如,温度低时(a)将预充电电压调整到VBk2的情况下,流通Ibk的晶体管62的漏极电流。该电流为未觉察黑飘浮的程度(1.3nA)或更小。此状态下温度升高,使晶体管62的特性按图130(b)所示的曲线变化时,流通电流ID,使电流增加到觉察黑飘浮的程度。为了高温状态下也无黑飘浮,需要使栅极电压升高到VBk1。
将像素晶体管的沟道规模设计成宽25微米,长15微米时,设(a)为-20℃,(b)为+50℃,则电压Ebk2(64的电压值)为-1V,电压VBk1(64的电压值)为-3V。像素晶体管62的源极与漏极之间的电压分别为1V、3V的值。
需要的源极与漏极之间的电压因温度而不同,则可使施加到晶体管62的预充电电压根据温度变化。产生预充电电压时,利用电阻划分产生基准电压的情况下,如图131所示,电阻元件1312中的1个并联安装热敏电阻等温度补偿元件1131,则划分点1314的电压根据温度变化。如果是热敏电阻,电阻值随温度升高变小,因而2个电阻元件1312中连接64的电源侧的电阻元件1312a上并联温度补偿元件1311。调整各电阻元件的值以及热敏电阻的电阻值和温度系数,则如图123所示,能进行预充电电压随温度升高加大的设定。
图134示出具体的电路组成。用源极驱动器36和1像素份额的像素电路进行说明。源极驱动器36的电路仅记述进行电压预充电的模拟输出部。整个电路的组成例如图117所示那样。进行电压预充电时,由电压预充电控制线1187对电流输出线104输出预充电电压产生部1313产生的电压。
将输出的电压在源极信号线上传送,并施加到栅极信号线61选择的像素电路67内部的节点72。
像素选择期结束时,开关66a、66b为非导通状态,66c为导通状态,并根据晶体管62的栅极电压与漏极电流的关系,EL元件63流通电流。这时的栅极电压与漏极电流的关系为图130,因而预充电电压不顾温度,输出恒定值时,节点72(即晶体管62的栅极电压)也恒定,并根据图130的关系,EL元件流通的电流随温度变化而变化。
因此,本发明在预充电电压产生部1313中,不用电子电位器1341产生用运算放大器进行缓存的电压,而经外部连接端子使用电阻元件1312和温度补偿元件1311产生该电压,从而使预充电电压(即节点74的电压)随温度变化,使EL元件63流通的电流恒定,不取决于温度。
图133的虚线1311示出预充电电压恒定时的晶体管62的漏极电流(即WL元件63流通的电流)与温度的关系。
图133的实线1332示出预充电电压变化时的电流值对温度的变化。在1332的情况下,判明晶体管62的漏极电流恒定,不取决于温度。通过选定电阻元件1312和温度补偿元件1311,使该电流值小于等于1.3nA,能实现无黑飘浮的显示。
图134的组成中,使用温度补偿元件,根据温度特性补偿电流变化,但有电子电位器1341时,也可使电子电位器1341的值根据温度变化。
一般用控制器1351进行对电子电位器1341的控制,因而可在控制器侧使电子电位器控制用命令随温度变化。为此,控制器1351中输入温度探测单元1350的信号。
为了设定电子电位器,该图中使用电子电位器控制信号1353,从控制器1351进行源极驱动器36的控制,但图117所示的源极驱动器通过视频信号与命令分离部931从视频信号线856接受预充电电压产生部981的电压值。有这样利用其它信号线从控制器对源极驱动器串行传送后将信号分离的方法,因而未必需要电子电位器控制信号1353。可在源极驱动器与控制器之间以电子电位器控制用的独立方式或与其它信号共用的方式连接可控制的信号线。
用电子电位器1341控制电压值时,由于输入是数字信号,不能使电压值按对温度成正比的关系增大,而如图136的实线所示,电子电位器的输出电压(即预充电电压)阶梯状地变化。
这时,全部温度范围中,EL元件63流通的电流小于等于1.3nA,因而可使电子电位器输出电压如使电子电位器值变化的实线1361那样对温度变化成不低于按温度补偿元件变化的虚线1362的电压值。
这样安排时,如图137的1371所示,晶体管62的漏极电流相对于温度流通电流。由此,可不顾温度,而使EL元件流通的电流小于等于1.3nA,与以往不使预充电电压根据温度变化的1331相比,即使温度高也能实现无黑飘浮的显示。
图138示出不使用热敏电阻等温度补偿元件1331而使预充电电压值根据温度变化的方法。
本发明的特征为:在与形成像素电路67的阵列1383相同的阵列的面上形成预充电电压产生用电路1382,并且使用特性与驱动器晶体管相同的晶体管1381输出电压。
预充电电压产生用电路1382构成包含晶体管1381和电容1396,并且与像素电路67比较,形成像素选择状态相同的电路。判明将节点1387的电压输入到源极驱动器36的预充电电压产生部1313的运算放大器,使预充电电压产生部1313输出晶体管1382不流通电流时的电压,从而此预充电电压能输出与该阵列中的黑显示状态对应的电压(不用电子电位器1341的输出)。这里,为了形成1381的电流不流通的状态,需要将运算放大器1388设计成运算放大器1388的输入阻抗足够高。
晶体管1381和驱动晶体管62处在同一阵列面内,能使漏极电流与栅极电压的关系在2个晶体管之间非常小。这是因为对批量间的偏差与薄层之间的偏差进行比较,薄层面内的偏差较小。
为了进一步减小黑显示的亮度(减小电流),只能使节点72的电位升高。为了升高节点72的电压,只能加大预充电电压产生用电路1382的节点1387的电压。为此,有减小晶体管1381的漏极电流的方法,但该情况下,只能提高运算放大器1388的输入阻抗,容易受运算放大器1388的特性偏差的影响。
因此,本发明决定通过加大晶体管1381的沟道宽度,即使漏极电流相同(不改变源极驱动器的组成)也使节点1387的电压按照晶体管1381的特性升高。
这时,仅由同一阵列面1383上形成的2个晶体管决定预充电电压和驱动晶体管62进行黑显示时的电压(节点72的电压),因而抑制阵列面内的偏差,则具有任何外部电路都能实现黑显示总恒定。
加大晶体管1381的沟道宽度或缩短沟道长度时,漏极电流与栅极电压的关系变化,能实现图139所示的曲线1391和1392。
形成2个晶体管,使其为图139的关系,则由于泄漏电流等而在晶体管1381中流通电流Id1时,节点1387的电位变成Vg1,并输出该Vg1作为预充电电压。这时,像素电路67的节点72上也施加相同的电压Vg1,使驱动晶体管62中流通小于Id1的电流Id2。由此,在像素内流通小于成为泄漏电流的Id1的电流Id2,因而能进行黑显示亮度进一步降低的显示。由晶体管1381和62的特性关系(即晶体管的沟道宽度与长度之比)决定Id1与Id2的关系,因而为了使黑显示电流进一步减小,采用加大晶体管1381的沟道宽度的方法。规模相同也可,但最好形成3倍左右的沟道宽度。
这存在晶体管62中通过源极信号线60流通0电流时,EL元件63也流通3.5nA左右的电流的问题,为了对付这点,加大规模。由于图144所示的漏极电流与源极—漏极电压的关系那样的晶体管62的早期效应,从源极信号线60写入电流0时的源极—漏极电压与EL元件63流通电流时的驱动晶体管的源极—漏极电压完全不同,所以存在即使Id1写入的电流也增加到电流Id3的问题。电流Id3等于3.5nA,与主观评价中黑显示不成问题的1.3nA或更小的电流相比,流通约3倍的电流,因而为了使电流减小1/3,通过使晶体管1381的沟道宽度为3倍进行应对。由于小于等于1.3nA,可为大于等于3倍,但因为阵列上的形成晶体管的面积增大,取为3倍左右。
又,由于在同一阵列面内,温度依赖性偏差小,如图143所示,设常温时的特性为1391、1392,则高温时如1431、1432那样偏移相同,作为预充电电压提供的电压仅从Vg1变化到Vg2,驱动晶体管62的漏极电流为Id2不变,可进行显示。这点表示能补偿温度特性而不对其进行调整。因此,即使不用温度控制单元,通过在阵列面形成预充电产生用晶体管也能补偿温度特性。
图140示出预充电电压产生用电路1382的配置部位的例子。显示区内形成像素电路,因而不能配置。因此,使其形成在像素周边。栅极驱动器35的周边有空位等情况下,可装入该处。
此外,全部形成图140的1382的电路,如图141所示,可通过连接更改部1411将其中的1个输入到预充电电压产生部1313。从外部准备该连接更改部的布线,并能利用激光加工等进行更改,从而即使阵列制造工序中假设1晶体管1381a欠佳,利用激光修复,更改接线,也能用正常的晶体管输出,则可期望成品率提高,图141示出晶体管1381c工作正常时的布线例。
图142中,进一步将晶体管1381全部连接到源极驱动器输入端子1389。端子1389上流通的电流恒定,因而每一晶体管1381流通的电流为约1/4,能实现可进一步显示黑的电路。
如图140那样配置在四角,用阵列面内的各种特性的晶体管产生黑显示用的电压,从而具有能吸收每一晶体管1381的偏差并输出接近平均值的电压的优点。因1个晶体管的异常而流通大电流时,根据该晶体管的特性决定电压。端子1389上流通的电流值相同,因而能根据流通最大电流的晶体管特性决定电压。于是,特性最好的晶体管也输出可作黑显示的电压,因而具有最坏时也能必然没有黑飘浮的优点。
晶体管1381存在缺陷时,可仅利用激光切断与该晶体管连接的布线,因而能简便地修复。
包含连接更改部1421的节点1387的布线由于阻抗高,抗噪声差。为了抑制噪声造成的变动,电容1386最好大于像素电路中的电容值。与显示板不同,开口比可为零,因而能形成足够大的电容器。由此,能供给电压变动小的电压。
从包含源极驱动器IC的阵列外部电路施加预充电电压时,每一显示板黑亮度小于等于一定程度(0.1坎/平方米)的预充电电压时不同。
作为调整预充电电压的方法,提出图145和图147的例子。这2个图的不同点是:从外部供给预充电电压时,用电子电位器以程序方式更改或用金属陶瓷微调电容器等以硬件方式调整。
本发明的特征是:用电流计1453测量连接EL显示板的EL元件的全部阴极的EL阴极电源1450的电流,并使预充电电压随电流值改变。
在EL元件的情况下,亮度与电流具有正比的关系,因而只要判明形成小于等于0.1坎/平方米的亮度的电流值,仅测量电流就能判断黑电平是否充分。
与测量亮度相比,按电流进行测量时,不需要暗室,而且具有能用比亮度计价廉的电流计进行调整的优点。
在图145的情况下,用电子电位器1456调整预充电电压线1455的电压,因而利用个人计算机等控制装置1452对电子电位器1456的输入逻辑输入电流计1453的值,并使电子电位器控制线1459的值自动随该值变化,则能自动调整阴极电流。能无人工介入且低成本地进行调整。
图147的情况是能用电阻元件1472和微调电容1473代替电子电位器1456和存储单元1457调整预充电电压的例子。该图中,为了补偿温度特性,还同时使用温度补偿元件1471。这时,能一面观测电流计1453的值,一面调整微调电容1473,以形成规定电流值,因而实现黑显示。
图146是调整最佳预充电电压用的流程图。一面进行电压预充电,一面进行黑显示(1461)。这时,测量EL阴极电源1450的电流值(1461)。已知形成0.1坎/平方米的电流值,因而判断电流值是否该值(1463)。
如果不是规定值,控制电子电位器,使预充电电压改变(1464)。测量改变后的值,再次判断是否规定值。重复该操作,直到形成规定值。
形成规定值后,接着将供给电子电位器的信号值存储到存储单元1457(1465)。
电子电位器内部没有存储单元时,本发明的电压调整后作为组件出厂时,不能保持电子电位器的值。因此,另行设置存储单元,使电子电位器的值保持在存储单元中,并且在检查结束后根据存储单元1457的值产生预充电电压(1467)。首先,在检查结束前,从个人计算机等控制单元将值写入存储单元。
因此,即使切断电源,也能供给每一显示板形成最佳黑显示的预充电电压。
根据上述发明,不管显示板,黑显示时的亮度总恒定,并且通过调整到无黑飘浮的亮度,能实现黑显示。
除上述方法外,作为不用电压预充电而抑制黑显示的亮度的方法,能通过使图148的栅极信号线2(61b)的通断控制变化,缩短有机EL元件63流通电流的时间,抑制亮度。
图149示出栅极信号线2(61b)的波形。图149(a)为已有的波形,1帧内仅在将来自源极信号线的电流输入到像素中的1水平扫描期形成非点亮期1493。其它时间在有机EL元件63中流通电流,因而有机EL元件点亮。
本发明中,如图149(b)那样,构成仅在1帧内的部分时间(例如1/10)使开关为导通状态,有机EL元件63流通电流。由于使显示灰度恒定,发光期1494为1/10的部分使来自源极信号线的电流为1 0倍。有机EL元件63在1/10的时间中流通10倍电流,从而一如既往地维持每一帧的亮度。
黑显示时,从源极驱动器输出的电流为0,即便使0为10倍,电流仍然为0。仅因驱动晶体管62的早期效应而0电流只增加某值,但这是与原来相同的电流值。另一方面,由于有机EL元件63的流通电流的时间为1/10,可能使亮度降低达1/10。
点亮期1494的长度越短,非点亮期1495越长,有机EL元件63可靠流通电流的时间变短,但白显示等情况下,有机EL元件63流通的瞬时电流增加,可能存在瞬时电流造成的发热、电流增大造成的有机EL元件劣化等,因而最小以1/10倍左右为佳。另一方面,由于需要在3.5nA左右的黑显示时,此电流降低到1.3nA,需要至少为1/3倍的非点亮期。
但是,大型电视机那样像素数量多,水平扫描期短,并且不写入规定电流的情况下,使用以同样的单元使各灰度的电流增加从而进行写入的单元时,认为该10倍电流倍率的电流最大。
除本发明外还兼用使用电压预充电等实现黑显示的方法的情况下,其方法为:例如按图149(a)的已有例驱动黑显示电流时,使其减小到2nA左右,则使点亮期1494为已有例的一半。具有形成2倍则右移1位等运算方便等优点,因而可认为逻辑电路的负担减轻。因此,组合2种或更多种本发明的方法,则能使点亮期为1/2。
此外,为了使该栅极信号线2(61b)的点亮期1494变化,可用控制栅极驱动器35的启动脉冲长度等的方法使点亮期1494变化。通过利用命令改变控制器1482内部的逻辑,能实现此变化。
可利用控制器1482使点亮期1494变化。同样,源极驱动器36的电流也能支持图8的基准电流产生部,并利用电子电位器从控制器使基准电流变化。基准电流为2倍,则每一灰度的电流为2倍。
例如利用控制器1482的控制使源极驱动器36的基准电流为2倍,并改变栅极驱动器的驱动脉冲长度,使栅极信号线2(36b)的点亮期1494为1/2倍,则黑显示时的亮度为1/2倍。
不同时进行源极驱动器和栅极驱动器的控制,而且使其驱动成倍率相同,则能实现任意的点亮期1482,并使黑显示的亮度降低。
由于驱动晶体管62的早期效应的温度特性,温度越高,黑显示时的亮度越大。因此,本发明构成将温度探测单元1481所得的信号输入到控制器1482,使点亮期1482根据温度变化。温度越低,点亮期越长;温度越高,点亮期越短。因此温度越低,源极驱动器的电流越小,电流仅在高温时增加。
仅在需要时使电流增加,不需要则有机EL元件不流通大电流,从而能实现劣化小的显示装置。
能设定的倍率并非连续,可设定成以适应显示装置的扫描信号线数的离散值变化。能以1/扫描线数的比率增减。
对以对付黑显示时的黑飘浮的措施使点亮期为1/10~1/3而言,根据显示板节点其极限值,有时非准确等于1/10,N/扫描线数的值纳入1/10~1/3之间即可(N为自然数而且小于扫描线数)。
除控制驱动脉冲宽度外还兼用栅极驱动器的输出启动信号时,能设定任意的时间、非点亮期1495。使用此方法时,两端区1494和非点亮期1496交替互混,因而具有抑制闪烁的效果。
图149(b)示出使用输出启动信号时的栅极信号线2(61b)的波形。对图149(a)的栅极信号线波形的结果为在末尾的输出上施加输出启动信号。通过这样在1帧内全面点亮,不容易出现闪烁。可将源极驱动器36的基准电流设定成通过从控制器根据非点亮期1495的比率控制电子电位器,使其变化,从而黑以外的灰度为规定的亮度。
根据上述组成,未必使用电子电位器,也能实现无黑飘浮的显示。
图45是示出在区451和区452分别进行灰度0的显示和灰度4的显示的显示模式。这时,设区452的行少(例如1行),则有时区452的亮度极端降低。
这是因为灰度4的电流小(小于等于20nA),源极信号线60的寄生电容储存的电荷难以充放电,而且低灰度中每一灰度的源极信号线电压变化量大,所以为了显示变化到灰度4的过程中的灰度(0至4之间),产生亮度降低的问题。
跨越多行存在区452时,亮度从第1行开始逐渐增大,从第3或第4行开始显示规定灰度,因而形成显示略为缺少的状态。仅1行时,最坏的情况下整个区452的线得不到显示,产生不能显示以黑显示为背景的小字符和横条图像的问题。反之,区452的显示灰度高时,即使1行也准确显示。
图47示出各灰度的源极信号线电流与电压的关系。使从区451a变化到区452时花费的时间在显示灰度4时为Δt4,在显示灰度255时为Δt255。Δt4=C×ΔV4/I4,Δt255=C×ΔV255/I255。I255≈64×I4,但ΔV255≈3.5×ΔV4。因此,Δt4与Δt255相比,变化需要18倍左右的时间。
这是因为源极信号线电流的增加与源极信号线电压的增加非正比关系。灰度越低,电压相对于电流的变化越大。如图12(a)的效率电路所示,晶体管62的漏极电流与栅极电压的关系决定图47的曲线。因此,形成非线性关系,从相同的显示灰度至明亮的灰度的变化中,变化到越低的灰度越困难。
QVGA显示板中以60Hz帧频进行驱动时,确认区451中源极信号线电流小于等于40nA的灰度下,区452的源极信号线电流小于等于300nA的灰度中,区452的亮度降低。
将像素内的电容65中未写入规定电荷的现象当作“写入不充分”。
图46的显示模式中,区461显示255灰度,区462要显示灰度0和灰度4时,遍及区461的下方数行产生亮度增加的现象。区462的第1行亮度最大,随着往下的行,亮度逐渐减小,在3行~5行左右显示区462的规定亮度。
如图48所示,为了区461的末行中写入电流后,写入与区462对应的灰度,必须利用源极信号线上流通的电流对寄生电容的电荷充电,由于电流量小,长度花费时间。例如变化到灰度4的情况下,必须用电流I4使其变化,变化到灰度0时必须用电流I0使其变化。因此,灰度越低,变化越花费时间。电压变化量也是使越低的灰度变化,变化量越大。因此,变化到0灰度最严格,随着灰度增加,容易写入规定值。
QVGA的像素数的显示板中,以60Hz表示1帧的情况下,区462中的源极信号线电流小于等于40nA时,始端的1行~5行亮度大于规定亮度。
将该现象称为“拖尾”。
“写入不充分”、“拖尾”都因为源极信号线电流小而产生。因此,本发明设置最大灰度电流暂时流通期,并设置电流变化到规定电流附近后在源极信号线中流通规定电流的结构,从而使源极信号线的状态快速变化到规定灰度。
例如,图47的例子中,从灰度0变化到灰度4时,如图49所示,在Δt4p1(491)期间流通最大电流值(这里为255灰度电流),其余的Δt4p2(492)期间流通规定的灰度电流(I4)。由此,设493中的电压为Vip,则灰度0至灰度4的变化时间Δt4p=Δt4p1+Δt4p2变成C×(V0-Vip)/I255+C×(Vip-V4)/I4,其中I255=(255/4)×I4,利用Δt4=C×(V0-V4)/I4,则变成Δt4=Δt4+((251×C)/(255×I4))×(Vip-V0),由于V0>Vip,形成Δt4p<Δt4。因此,0灰度变化到第4灰度的电流变化时间能缩短。
对付拖尾时,不能仅增加电流。因此,从源极驱动器供给一下相对于黑灰度的电压(V0),使源极信号线为灰度0显示状态后,如刚才的图49那样进行灰度4的显示。灰度0至灰度4的变化和灰度255至灰度4的变化仅变化前后的电位差不同,灰度255至灰度4的变化的电位差较大。图49的方法能以比单纯灰度0至灰度4的变化短的时间进行变化,因而灰度255至灰度4的变化中也最容易完成以下的变化:利用电压形成一下灰度0后(由于用电压使其变化,变化时间短达1微秒~2微秒),流通电流,直到灰度4附近,然后以灰度4的电流显示规定灰度。
将这样在变换成规定电流值前流通最大电流规定为电流预充电。
进行电流预充电的运作首先施加与灰度0对应的电压,然后输出最大电流值,直到接近规定灰度,最后流通规定电流。
“写入不充分”时,也可用电压变化到灰度0一下。不形成灰度0而形成最大电流带来的电流变化时间缩短至少有100微秒,因而即使增加2微秒左右的电压施加期和电流预充电期(取决于灰度,但2微秒左右),也施加电压。
由此,“写入不充分”和“拖尾”两者能下降同一电流预充电运作,因而进行电流预充电用的电路简单。
不存在形成灰度0的电压施加期时,即使同一显示灰度,如果1行前的灰度不同,则需要改变电流预充电施加期。灰度3至灰度9的变化时和灰度6至灰度9的变化时,电压变化量不同,所以变化需要的时间不同。因此,假设不存在0灰度形成期时,需要根据1行前的灰度和当前灰度的值改变最大灰度输出期,所以需要灰度差运算等,控制复杂。
设置灰度0形成电压一度施加期时,基于电流预充电的灰度变化必然从灰度0开始变化,可根据显示灰度设定电流预充电进行期。
通过这样进行电流预充电,图47、图48的显示模式中,即使显示低灰度时也能准确显示。
按显示全部灰度进行电流预充电时,必须对全部255灰度指定最佳电流预充电施加期,需要10种~20种左右的施加模式。
在图65所示的源极驱动器内部进行电流预充电施加期的控制。如图120所示,例如准备7个电流预充电脉冲1174和电压源预充电脉冲451,并利用图118、图119所示的脉冲选择部1157和电流输出部1171实现。电流预充电判断线984决定电流预充电脉冲中的某一个或仅为不作电流预充电的电压预充电(仅输出灰度0状态的电压),因而与视频信号成正比发送。通过对视频信号选择预充电判断线,例如设选择电流预充电脉冲1174,则利用电压预充电脉冲首先输出来自预充电电压产生部981的与灰度0对应的电压后,在电流预充电脉冲1174b为高电平的周期流通与最大灰度对应的电流,形成低电平时,输出符合灰度的电流。由于需要根据1像素份额的视频信号选择最佳电流预充电脉冲,脉冲选择部1175和电流输出部1171需要源极驱动器的输出数。
准备6种电流预充电和电压预充电时,考虑8种选择方法,其中包含无预充电。因此,预充电判断线至少需要3位,脉冲发生部1175需要从3位变化到7位的译码部(例如按照图119所示的真值表运作)。
设全部灰度要进行电流预充电,则该电流预充电脉冲1174需要20~30个,脉冲选择部1175的电路规模增大。由于存在源极驱动器输出数的1175,电路规模的增大对芯片面积影响大。又,相对于视频信号成对发送预充电判断线984,所以锁存部的位数也增多。因此,考虑源极驱动器的成本时,进行电流预充电的种类最好为6种。
进行电流预充电的种类受源极驱动器规模约束,限定为6种,因而不能全部灰度进行电流预充电,仅需要的低灰度区进行电流预充电。
图50示出判断是否进行电流预充电用的流程图。首先对视频信号输入判断是否灰度0。是灰度0时,不需要电流预充电,仅需要电压预充电,因而进至电压预充电判断部,决定是否进行电压预充电。
不是灰度0时,接着进行与1行前的灰度比较。这里由于“拖尾”和“写入不充分”两种状态下需要电流预充电的灰度数不同,根据各自的问题进行是否作电流预充电的判断。这里,1行前和当前的灰度一致时,即使不进行电流预充电也能充分显示规定灰度,因而判断为不作电流预充电。判断为1行前灰度较低时(图94的显示例),确认区451中源极信号线电流小于等于40nA的灰度下,区451中源极信号线电流小于等于300nA的灰度下,区452的亮度降低,因而可仅在符合此条件时进行电流预充电。不符合时,区542以规定亮度进行显示,所以可不进行电流预充电。
判断为1行前灰度较高时(图46的显示例),区462的源极信号线电流小于等于40nA的情况下,始端1~5行亮度高于规定亮度,因而仅在当前的源极信号线电流小于等于40nA时,进行电流预充电。
由此,形成图50的流程图。
图52示出与1行前的灰度比较的502组成。为了比较1行前的灰度,需要1行份额的行存储器。通过存储器522中输入1水平扫描期用的信息,对当前的数据和存储器522的数据进行比较,从而可比较其规模。
输入8位视频信号时需要8位行存储器和比较8位数值大小的比较器。行存储器和比较器的电路变大。因此,本发明中,利用根据图50如果当前灰度和1行前灰度都形成大于40nA的电流值就不需要电流预充电这点,并根据使用的有机发光元件的效率,使8位信号的情况下灰度15或更高灰度中电流大于40nA。即,灰度15或更高灰度的信号在2行间连续延伸时,不需要预充电。
因此,如图51那样,在数据变换部521对输入视频信号进行数据变换,并对存储器522写入,则存储器522为4位即可(存储器的面积减半,构成控制IC时存储器522占用约一半的面积,因而能期望控制IC的面积至少减小 20%)。按照图51,比较器525比较4位数据,并且在对15灰度或更高灰度的数据和15灰度或更高的数据进行比较时,可判断为两者一致,不作电流预充电。任一方小于灰度15时,能比较其规模,因而采取对付“拖尾”和“写入不充分”的措施。
可使存储器还保持1行的数据。如图28那样以6倍速传送数据时,时钟以6倍速运作。即,传送1数据的期间输入6次时钟。图68示出时钟685与视频信号的关系。视频信号的DATA的后续2个数字表示行与列。DATA12指第1列、第2行的数据。数据变换部521具有锁存器或触发器,能存储视频信号。在第5时钟将变换后的数据写入到存储器。使存储的地址与列号对应时,能在1帧期间保持同一地址的数据。由于在第5时钟更新存储522的数据,至少在第3时钟至第5时钟之间对存储器522与数据变换部521的输出686进行比较时,能比较1行前与当前的灰度。对第1列的数据的第1行与第2行进行比较时,可在周期681a进行比较。同样,使用存储器522的第2地址在周期681b进行比较,则能比较数据。
由此,存储器具有源极驱动器输出数×4位的份额即可。
按照上述判断,例如即使变化1灰度,低灰度时也变化,则进行电流预充电。由于变化量小,进行或不进行电流预充电地显示均可。进行电流预充电时,施加1项预充电电压产生部981的与灰度0显示时对应的电压。此电压由于加在晶体管62的栅极电压上,假设晶体管62的栅极电压与漏极电流的关系产生偏差,则每一像素比最佳灰度0的电压高或低。为了使该电压值变化到符合规定灰度的电压值,使用电流预充电,但由于电流预充电的电流值和源极信号线容量在进行预充电的时间中偏差小,进行预充电后的电压值与最佳值比较存在差别,结果低灰度区电流减小,因而该偏差在规定灰度电流流通期不能校正,可能产生与晶体管62的不匀对应的显示不匀。因此,本发明中,考虑构成在变化小的1灰度差时不进行电流预充电,从而能实现显示不匀小的显示。其中,从灰度0变化到灰度1时,原灰度0的情况下,不限于黑显示时的亮度,接近0,因而利用电压预充电显示灰度0,可认为即使输入相同的电压并进行电流预充电,也不影响显示。又,灰度0与灰度1之间电压变化量大,有时仅用电流难以变化,因而最好构成即使1灰度差也能实施电流预充电。每一灰度的电流值大等情况下,有时两灰度差不作电流预充电,也能显示。这时,灰度0中为了减小黑亮度,可提高施加电压,或由于灰度0至1、0至2的变化量大,可仅对0至1、0至2的变化进行电流预充电。
因此,本发明取图53的电路组成,以代替图55,决定设置在命令A指定的1灰度差、2灰度差等条件下能判断为不作电流预充电的判断器531。图54记述命令A的内容。命令A的值为0时,完全不作电流预充电(不使用电流预充电)。取为1时,在1灰度差的情况下,不作电流预充电;2时,在0至1的变化除外的1灰度差的情况下,不作电流预充电;3时,在小于等于2灰度的情况下,不作电流预充电;4时,在0至1、0至2的变化除外的小于等于2灰度差的情况下,不作电流预充电。而且,根据有机发光元件的效率和与显示板亮度(由于255灰度时的电流变化,亮度越大,越容易显示规定灰度)的变化对应的命令A的值,选择最佳值,从而能进行最低需要限度的电流预充电。此比较判断器531判断为不作电流预充电的次数越多,1画面中使用电流预充电进行显示的像素数越少,因而能实现施加电压造成的显示不匀的影响难以发现的显示。
对不能与1行前的状态比较的第1行的显示,取图55的组成,以代替图53。按第1行为0灰度时和0以外时划分情况,在灰度0时判断是否进行电压预充电,因而对第1行电压预充电判断部554进行输入。这里,利用命令B判断是否进行电压预充电。此处设置不进行电压预充电的情况,以便能在不进行电压预充电也能显示黑时和黑亮度大也可(对比度小也可)时的应用中使用的显示装置等上,选择不进行预充电。
第1行为灰度0以外的情况下,第1行电流预充电判断部判断是否进行电流预充电。用命令C能决定是否进行预充电,并且做成能在亮度最大、有机发光元件效率低而流通大电流的等情况下,即使灰度低也能充分显示规定灰度时可不进行电流预充电。
第1行电流预充电判断部551判断为进行电流预充电时,接着需要根据灰度选择电流预充电进行期。图57示出根据灰度选择电流预充电进行期的电路框图。图57的电路框图根据视频信号和命令D至命令I的值,判断电流预充电1至6或不进行电流预充电。在源极驱动器36侧将电流预充电1至6的时间设定成例如图120那样,并且在电流预充电脉冲1174的高电平期进行电流预充电。根据图119的真值表决定选择该电流预充电脉冲1174中的6个脉冲的哪一个。因此,为了使电流预充期随灰度变化,可使预充电判断线984的值随灰度变化。
图57中根据视频信号和命令划分情况,如图63所示对571至577的各结果可按与图119相同的考虑输出预充电判断信号55。由此,源极驱动器36能根据与视频信号成对发送的预充电判断信号55的值,决定以多大的长度进行电流预充电(也可同样地决定仅进行电压预充电或不进行该预充电)。
在源极驱动器侧还对各电流预充电脉冲的长度进行设定。如图65所示,由脉冲产生部1122决定各脉冲长度。脉冲产生部1122如图69所示,包含计数器693、脉冲产生单元694、分频电路692。将计数器693计数所得的值与决定电流预充期的电流预充期设定线1096进行比较,并输出符合设定值的期间为高电平的电流预充电脉冲1174。在对源极信号线输出灰度的始端进行电压预充电,然后进行电流预充电,并输出灰度电流,因而电流预充电脉冲1174的高电平驱动期从定时脉冲848输出后开始,因此,计数器693按定时脉冲848的输入清0,从而以定时脉冲88为基准,产生脉冲。对电压预充电期设定线933和电压预充电脉冲451也用同样的组成进行。电流输出部1171和电压施加选择部1173的组成是图118所示的电路,因而电流预充电脉冲1174和电压预充电脉冲451可如图120那样在同一定时形成高电平。为了简化脉冲产生单元694,取为图120那样的波形。因此,电流预充电脉冲1174的高电平长度等于将电压预充电期设定线933和电流预充电期设定线1096的值相加所得的结果。电流预充电脉冲1174有6个,因而能设定6种电流预充电期设定线1096。又构成由于具有分频电路,即使因像素数变化等而源极驱动器时钟871变化,也能通过尽量使脉冲宽度的调整范围一致加以应对,并且即使需要的脉冲宽度因EL效率提高等而急剧变化,也能通过使分频数变化加以应对。因此,具有能不顾任意像素数、EL元件发光效率地使用相同的源极驱动器的优点。
由此,利用命令D至命令I的6个命令指定6个进行电流预充电的灰度范围,并用源极驱动器36的电流预充电期设定线1096决定各电流预充电期的长度,则能实现最佳电流预充电。在大于等于灰度1至小于等于命令D指定的灰度随范围进行电流预充电1,在大于等于命令D指定的灰度至小于等于命令E指定的灰度随范围进行电流预充电2,在大于等于命令E指定的灰度至小于等于命令F指定的灰度随范围进行电流预充电3,在大于等于命令F指定的灰度至小于等于命令G指定的灰度随范围进行电流预充电4,在大于等于命令G指定的灰度至小于等于命令H指定的灰度随范围进行电流预充电5,在大于等于命令H指定的灰度至小于等于命令I指定的灰度随范围进行电流预充电6,大于命令I指定的灰度时不进行电流预充电,成为57。
第1行以外的情况下,如图53所示,即使进行电流预充电,也需要对付“写入不充分”和“拖尾”的措施。这2个措施相对于图50的504至506的流程。
对付写入不充分时,1行前为大于40nA的灰度,则不需要电流预充电,因而首先如图56所示,设置1行前数据灰度检测单元。在大于等于命令J的设定灰度的情况下,不作电流预充电。这里,由于与40nA的电流相当的灰度因应用而不同,或受显示色、有机材料发光效率影响,为了慎重起见,进行命令输入。这些条件确定时,可以不输入命令,也能按大于等于规定灰度、小于规定灰度进行判断。小于规定灰度时,接着需要相对于506的判断的电流预充电判断功能。此功能可共用上文的图57。将命令I的灰度设置为源极信号线电流形成大于300nA的电流的灰度,则满足图50。
接着,对付“拖尾”时,可进行504的判断,因而如图58所示,与图57相同,也利用电流预充电期选择单元578进行判断。由此,使“拖尾”消失,但由于像素内部电路的晶体管62的特性偏差,根据像素,有时施加超过施加电压预充电时需要地形成黑显示的电压。这时,电流预充电由于无偏差,该超过需要地形成黑显示的情况下可能有时小于规定亮度(意味着最后的情况下有该可能性,因为必然存在符合规定亮度的电流输出期,未必减小)。“写入不充分”的情况下,即使设形成黑,也采取平缓变化,因而难以引人注目;“拖尾”的情况下,图46中461为灰度48、462为灰度40时,有可能产生仅462的最上行显示灰度20的状况,灰度48与40之间则倍灰度48的晕影遮蔽,难以引人注目,但与这2个灰度相比,出现低灰度时,交界处产生暗横线。
考虑产生暗横线时影响图像质量而且“拖尾”因晕影而比“写入不充分”更难以引人注目,则可认为对付“拖尾”时与对付“写入不充分”时相比,利用电流预充电准确产生显示灰度的必要性小。
用3.5型规模QVGA显示板进行实验时,1行前在灰度0至灰度7的范围产生“写入不充分”,当前灰度则在灰度1至灰度74时产生。反之,“拖尾”的产生不取决于1行前灰度,当前灰度则在灰度0至灰度9时产生“拖尾”。判明与“写入不充分”相比,“拖尾”时必须作电流预充电的灰度数少。
因此,本发明又将电流预充电期选择单元578的输出输入到电流预充电插入判断单元581,利用命令K进一步限定进行电流预充电的范围。命令K具有图59那样时预充电插入判断单元581的输出变化的功能,例如设命令K的值为6,则利用图59的运作带来:根据灰度,或者不作电流预充电,或者执行电流预充电1。由命令D决定执行电流预充电1的范围,因而低于或等于命令D的设定灰度时,作电流预充电。这样用2极构成拖尾消除设定580,是为了减少命令数。具有拖尾用的和写入不充分用的2值命令时,需要12个命令,但本发明的方式则用7个命令即可,因而具有可减少命令寄存器数量的优点。打算将电流预充电的判断当作共用,仅拖尾时不需要的部分利用命令K删除。
当前灰度为0时,电流为0,因而不需要电流预充电,并判断是否作施加符合0灰度的等于的电压预充电。此判断在图50中被当作预充电判断部503,并形成图60的组成。这里,设置1行前数据检测部601,在连续2行或更多行显示灰度0时不需要从1行前开始使源极信号线状态变化,因而即使灰度0也可不作电压预充电。通过仅利用电流进行控制。能减小晶体管62的偏差造成的亮度偏差的影响。因此,1行前数据检测部601仅判断1行前数据是否灰度0(这时,1行前数据是数据变换后的1行前视频信号523。由于变换按照图51进行,如果判断是否0灰度,可用变换后的数据进行)。可从图52的存储器522共同接受输出并判断1行前数据。
即使灰度0,黑亮度也充分小的情况下,或黑亮度大也没有问题的情况下,可不作电压预充电,因而构成能判断是否作电压预充电。利用命令L控制该判断,并根据命令L的值判断是否作图61所示的电压预充电。使黑亮度极端减小时,采用必然作电压预充电。能防止泄漏电流造成的黑飘浮。
汇总上述预充电判断,则为图62那样。首先,判断视频信号是否灰度0(621),0与非0中处理不同。0时为是否作电压预充电。根据1行前数据判断是否作电压预充电(601)。但是,第1行由于无比较数据,根据第1行的灰度判断预充电(554)。
非灰度0时,判断是否作电流预充电,进而在作电流预充电时,判断选择6种预充电期中的哪一个。为了对付“拖尾”、“写入不充分”,与1行前灰度相比,当前灰度大或小,其处理不同。不能比较的第1行与第2行及其后不同,第1行利用方框551、552进行比较。第2行及其后在对付“拖尾”时用拖尾消除单元580进行判断,对付“写入不充分”则利用561和578进行判断。灰度相同和因1灰度差等不作预充电较佳等情况下,531中判断为不作电流预充电。
3.5型QVGA显示板中,使命令A输出2,命令B输出566,命令C输出522,并且命令D指定灰度1,命令E指定灰度2,命令F指定灰度4,命令G指定灰度10,命令H指定灰度30,命令I指定灰度80。命令J指定灰度11,命令K指定4,命令L指定1,从而实现难以显示规定灰度的低灰度显示。
作为图62的结果,如图67所示,与视频信号对应地添加预充电判断信号(由预充电判断信号产生部671进行图62的判断)。
未必需要串—并变换部672,但从控制IC将信号不变换地传送到源极驱动器时,需要视频信号8位加上预充电判断信号55为3位后的11位且因存在3色分量而成为33位的传输线。连接信号线多造成来回布线不容易而且存在输入输出引脚增加造成封装件规模增大的问题,所以最好该布线做成串行传送。用同一封装件的IC构成控制IC和源极驱动器时,IC内部布线成问题,因而不必变换成串行。
图1和图28示出串行传送时的并—串输出部856的输出波形。在同一信号线上依次传送预充电判断信号55、视频信号、源极驱动器的命令。基本上在控制IC与源极驱动器IC之间的布线上传送该信号。
图64示出本发明方式的显示板组成。控制IC28从主体设备侧接受同步信号63和视频信号64,将其变换成源极驱动器36的输入信号格式,并将视频信号和命令信号当作视频信号线856输出。此外,还将源极驱动器36内部的移位寄存器工作用的时钟858、移位方向控制890、驱动脉冲848、决定模拟电流输出的定时的定时脉冲849、串行传送以减少信号线数的栅极线651输入到源极驱动器36。
按图66所示的时序图传送栅极线651。栅极驱动器35具有2个电路(开关66a、66b控制用和66c控制用),因而分别需要启动脉冲输出启动信号、时钟、移位方向控制等8个信号。因此,6倍速传送由于1个输出只传送6个信号,将2个信号纳入绿数据856b、856c的空闲部分个1个。纳入8个信号,则一起输出到3级驱动器控制线652。因此,能使3级驱动器的信号线至少按1输出份额的时间间隔变化。有可能对1个源极驱动器控制2个栅极驱动器,因而源极驱动器36左右分别输出各1电路份额的栅极驱动器控制线658。图64那样用2个源极驱动器36控制栅极驱动器35时,源极驱动器36相邻的输出不需要栅极驱动器控制线652的输出。因此,设置能使左右栅极驱动器控制线652不进行输出的实际输出启动信号L和R(653)。由此,消除不必要的输出,抑制噪声输出到外部。
使控制电源通断的电源控制线641进行输出。等待时和非显示时形成使电源电路646停止以减小待机功率的功能。将电源电路分成显示板电源电路646a、驱动器电源电路646b是因为通断定时不同。这是由于电源升高时栅极驱动器35的输出非恒定,有时像素电路67的晶体管66非原意地形成导通状态。例如开关66c形成导通状态时,存储电容65的电荷为255灰度显示状态,则该像素形成点亮状态。接通电源并经历2帧后,将规定的灰度电流写入到像素67,并且栅极驱动器35的输出按照栅极驱动器的启动脉冲变化电平,因而EL元件63流通规定的电流,形成规定灰度。接通电源并经历2帧的期间有可能产生与规定灰度不同的灰度显示,因而存在接通电源时显示板闪亮一下的问题。因此,为了解决该问题,在1帧后接通EL电源线64的电源,从而像素的存储电容65存储与规定灰度不同的灰度时和不能准确控制晶体管66时,EL电源线64都不供给电流,因而EL元件63不发光。由此,避免显示板瞬亮的问题。因此,电源控制线641需要2条。
这种组成中,为了减少控制IC28与源极驱动器36之间的信号线数,最好图1或图28那样串行传送数据。图151的虚线1511示出使用电流输出型源极驱动器时的显示亮度对源极驱动器输入灰度的关系。亮度对灰度形成正比关系。
另一方面,需要根据人眼特性施加伽马校正,使灰度与亮度的关系形成曲线1512所示的关系后,进行输出。
由于难以使源极驱动器的灰度与亮度特性的关系变化,为了实现图151的1512所示的曲线,预先在定时控制器等中,使视频信号灰度与源极驱动器灰度的关系变化,形成图152的1521的关系至1522那样的关系。
通过这样使源极驱动器的输出灰度与视频信号灰度对应,能一面进行伽马校正,一面实现灰度显示。这时,例如视频信号灰度为2的情况下,源极驱动器灰度输出0.5。然而,源极驱动器不能输出0.5灰度,因而使用帧抽删、抖动、误差扩散法等,以模拟方式进行与0.5灰度相当的输出。例如使2次中1次显示灰度1,剩下的1次显示灰度0,则可进行平均与0.5灰度相当的输出。同样,如果为视频信号灰度1,有4次显示机会,则可使3次显示灰度0,1次显示灰度1。视频信号灰度为5至7时,通过时灰度1和灰度2的显示次数的比率变化加以实现。根据防止闪烁的观点,指定不能显示的灰度时,最好使用接近不能显示的灰度的2个灰度进行显示。
图155示出例如整个屏幕显示视频信号灰度1时的某帧的源极驱动器灰度输出的一个例子(该图中为了说明简便,示出单色显示的显示板。彩色显示板的情况下,通过每一色显示图155的模式,可实现)。
观察某一显示面积时,4分之1的像素为灰度1显示,4分之3的像素为灰度0显示,进一步在帧间观察同一像素时,4分之1的时间中为灰度1,4分之3的时间中为灰度0,从而建立闪烁小的显示。彩色显示板的情况下,通过做成每一色显示灰度1的像素不同,能减小白显示中的闪烁减小。
图153示出实现图152的1522表示的直线用的电路框图。伽马校正电路1536对输入的视频信号1536进行变换。这时,为了符合人的视觉特性,进行灰度变换,以抑制低灰度部的亮度。低灰度需要用比视频信号灰度细的级距宽度增加灰度,因而伽马校正后的视频信号1539比视频信号1531位数多。
如果伽马校正后的视频信号1539的位数与源极驱动器36的视频数据位数相同,可原样输入信号,但时源极驱动器36的位数增多时,锁存部22锁存的位数多,各输出至少增加位数份额的电流输出级54的灰度显示用电流源103、开关108,因而源极驱动器36的电路规模变大,成本提高。
因此,伽马校正后的视频信号1539一般位数多于源极驱动器36的视频数据位数。位数差大时,必须如图152说明的那样使用帧抽删等进行显示的灰度数增多。有机发光元件等由于响应速度快,进行帧抽删时使用的2个灰度的灰度差造成的闪烁存在任意看到的趋势。以帧频60Hz无闪烁地进行显示时,根据实际显示判明帧抽删方法需要在4帧内完成。
设伽马校正后的视频信号1593为M位(M是自然数且大于N),源极驱动器36的视频数据位数为N位(N为自然数),则需要将M位变换成N位的数据变换部1537。
因此,图153中,由数据变换部1537将伽马校正后的视频信号1539变换成变换后的视频信号1532(N位)。
作为进行变换的方法,如图1 56所示,分成输入M位中的高端N位和低端M-N进行处理。这里,原样供给高端N位并使其与源极驱动器的灰度对应,而且使每一灰度需要的电流值为2(M-N)倍地输出,则能准确实现每2(M-N)灰度的显示。然而,不能表现其中间的灰度,实质上表现成每2(M-N)舍去数据。为了对其进行校正,存储部1564存储舍去数据的伽马校正后视频信号1539的低端M-N位数据,并使用加法器A1563进行保持、相加,在舍去量(低端M-N位数据的相加总计值)大于等于2(M-N)时,对伽马校正后视频信号高端N位1561加1,以补偿舍去量造成的灰度不足。由此,能校正源极驱动器36中未输入低端M-N位造成的显示灰度降低。
关注同一像素时,不在4帧内完成校正,则产生闪烁,因而最好低端M-N位为M-N≤2。使用响应速度慢的显示材料时,未必需要小于等于2,可根据显示板决定M-N的上限值。M-N越小,源极驱动器的位数越多,成本越高,但改善未进行帧抽删和抖动处理的部分的图像质量。存在图像质量与成本的协调,因而可根据需要决定M-N。
下面的说明中,对使用有机发光元件的显示板中应用的情况进行说明,因而将M-N的值取为2,进行说明。
图152的1522所示的视频信号灰度(伽马处理后,M位)与源极驱动器灰度(N位)的关系中,设源极驱动器的位数为8位,则伽马处理后的位数能表现10位1024灰度。
将源极驱动器的作为基准,则以最小0.25灰度级距将伽马处理后视频信号的数据表现为显示256灰度。
图155时整个屏幕显示灰度0.25时的例子。伽马校正后视频信号的高端8位总为0,低端2位总为1。显示的始端每一显示行根据产生随机数的随机数产生部1569的值决定存储部1564的值。这是因为通过预先使存储部1564的值每一显示行变化,显示同一灰度时每行错开源极驱动器的显示灰度增加1的定时,使闪烁不任意看到。本情况下,1562是2位份额的数据,所以随机数产生部1569产生的值为0至3中的任一个。
图155的第1行155a中,随机数产生部1569的输出为0,因而存储部1564为初始状态。从1539输入与像素1553相当的数据时,信号线1561输出0,信号线1562输出1。加法器A1563的输出1533和1565根据作为各2位输入的1562和1566相加的结果,低端2位的结果输出到1565,并且由于输出成为进位后的进位输出的1533,1533输出0,1则被输出到1565。将1存储到存储部1564。
因此,加法器B原样输出数据1561,变换后的视频信号1532输出0。
接着,输入与像素1554对应的数据(灰度0.25)。高端8位数据1561为0。1562为1。加法器A1563的输出由于存储部1564的数据为1,1533输出0。1565输出2。结果加法器B1568的输出与1561相同,也输出0。
接着,输入与像素1555对应的数据(灰度0.25)时,1561为0,1562为1。加法器A1563的输出为1562、1566,因而1565为3,1533为0,结果加法器B1568的输出为0。
接着,输入与像素1556对应的数据(灰度0.25)时,1561为0,1562为1。存储部1564的数据为3,因而加法器A1563的输出1565为0。1533为1。因此,加法器B1568的输出为1,从而对像素1566输出1。
1行全为灰度0.25时,重复执行这4种状态。
下一行的始端不维持末列中存储部1564的数据,将随机数产生部1569产生的值输入到存储部1564,进行数据输入输出。即使随机数产生部1569未必产生随机数,在发现2(M-N)行的启动时间点的存储部1564的值时,也可进行2(M-N)遍数据输出。
通过这样安排,能实现图152所示的线1522表示的源极驱动器灰度与视频信号灰度的关系。
将这样改善灰度特性的图153的电路导入本发明,在预充电判断信号产生部中输入变换后的视频信号1532时,发生根据某特定灰度组合有时在灰度变化的行附近产生闪烁的问题。
作为例如图157所示的源极驱动器的灰度,第1行显示0.25灰度,第2行及其后显示3灰度时,各像素在某一帧中如图156的电路框图至图157那样决定驱动器的输出灰度模式。
该模式中,设定成1行前与有关行的灰度差小于等于2灰度时无预充电,大于等于3灰度则有预充电,则第2行中第1行的灰度因列而不同,造成第1至第3列存在3灰度差,所以进行电流预充电,但第4列中灰度差为2,不进行电流预充电。图158示出每一像素记载是否进行预充电的判断结果的情况。
其结果,不进行电流预充电的列中电流值难以变化到规定灰度,根据1行前的数据内容产生写入不充分,即使灰度3的显示,亮度也小。图159的1591所示的像素范围中,亮度减小。第1行的输出为1的列中亮度变小,因而4列中出现1列亮度减小的列。灰度越低,变化到规定的时间越长,与规定灰度的电流差越大,所以对规定亮度的亮度差变大,暗的部分显著。暗的部分和规定亮度的部分每一帧变化,依次移动,所以发生看到暗的中线左右活动的方式的闪烁。
即使第1行和第2行都常显示相同的灰度,由于存在图156的数据变换部1537,也至少在4个像素中显示1次不同的灰度。该情况下产生闪烁。尤其在1533的信号为1从而加法器B1568对信号加1时,产生闪烁引起的写入不充分。
此外,作为产生闪烁的模式,还如图164的显示模式那样,1行前的显示总相同,但有关行(这里为第2行)显示灰度2.75,所以或者显示灰度2,或者显示灰度3,因列而不同。此情况下,显示灰度2的列不进行电流预充电,所以写入不充分,造成以低于灰度2的亮度进行显示,显示灰度3的列则由于进行电流预充电,显示规定的灰度3。灰度2与灰度3的显示区的亮度差大,从而容易看到闪烁。
对从源极驱动器作为视频信号输出的信号而言,改变时,发生闪烁并且显示灰度偏移,造成显示质量降低。
因此,本发明中,另行设置预充电判断信号产生部1538进行灰度判断的信号,或者重新授给判断用的信号,从而消除闪烁。
作为实现这点的方法,示出3个例子。
图162示出实现第1方法用的电路框图。输出对输入的视频信号线施加伽马校正后的视频信号1532以及判断是否作预充电和预充电类型用的预充电标记380。与已有方法的不同点是输入到预充电判断信号产生部1621的信号不是数据变换部1537的输出,采用伽马校正后视频信号高端N位数据1561。数据变换部1537的运作与图156相同。
由此,用于判断的数据不通过加法器B1568,因而用舍去输入信号低端2位数据的数据进行判断。例如显示上即使进行图164的显示,判断预充电用的信号也为图165所示的模式,灰度差总为2,形成无预充电的显示,不发生闪烁。另一方面,图157的显示模式的情况下,由于输入图163所示的预充电判断信号,形成总进行电流预充电,同样不产生闪烁。
某一行将其后续的1行分别显示同一灰度时,是否进行预充电的判断恒定,不取决于列,所以防止有无预充电的差别造成的闪烁。
图168示出第2方法。
这种方法中,使用加法器B1568根据伽马校正后视频信号高端N位数据1561产生的变换后视频信号1532。该信号原样输入到预充电判断信号产生部1621时,发生闪烁,因而将减法器1681中减去加法器B1568相加所得的部分后的输入到预充电判断信号产生部1621。
由此,对预充电判断信号产生部1621输入与伽马校正后视频信号高端N位数据1561相同的信号,从而与第1方法相同,也能防止有无预充电的差别造成的闪烁。
数据变换部1537电路内的信号延迟大,为了取得预充电标记380与变换后视频信号1535同步,图162中预充电判断信号产生部等需要定时调整用保持电路的情况下,与加法器1681相比,保持电路的电路规模变大时,第2方法有效。
图161示出第3方法的电路框图,图154示出图161中使用的预充电判断信号产生部1538的框图。
本发明方法中,与第1、第2方法的不同点是:从数据变换部1537输出进位信号1533,并使用变换后视频信号1532和进位信号15332两者,判断预充电标记380的输出。
图159中,存在灰度3未准确施加的像素1591和准确施加的像素1592,其原因是1行前的数据存在灰度0和灰度1的情况,这在显示灰度0.25之际,无进位信号1533时为灰度0,有进位信号1533时为灰度1。图160(a)示出各像素的显示灰度以及在括号内表示进位信号1533的值的显示模式的例子。
这里,判明即使是灰度3的显示也不进行预充电的像素必然出现在与1行前的像素对应的进位信号1533为1时。因此,大于等于3灰度差时进行电流预充电的设定中,根据进位信号1533为1,在与1行前的灰度差为2时判断为进行预充电,则显示灰度3的全部像素进行电流预充电,因而能防止未写入规定灰度造成的闪烁。
一般在大于等于N灰度差时进行预充电的设定的情况下,如图166所示,在N-1灰度差时,参照进位信号1533,在1行前的进位信号1533为1、有关行的进位信号为0时,不拘大于等于N灰度的指定,进行电流预充电。其它3种情况下,即使没有进位信号,与1行前的灰度差也小于N灰度差,因而不进行预充电。
此外,N灰度差的情况下,如图167所示,是否进行预充电的判断因进位信号1533的值而不同。例如显示灰度0的后续行显示灰度2.25时,4分之3的列形成2灰度差,4分之1的列由于进位信号1533,形成3灰度差。这时,仅对3灰度差的像素进行电流预充电,则灰度2与灰度3的亮度差变大,从而发生闪烁。因此,如图167所示,在当前像素中进位信号1533为1且1行前进位信号为0时,即便是N灰度差也不进行预充电。因此,能防止有无预充电造成的闪烁。
大于等于N+1灰度差的情况下,存在大于等于N灰度差的灰度差,不取决于有无进位信号,因而不顾进位信号,进行与过去相同的预充电判断。
为了进行这种判断,如图161所示,对预充电判断信号产生部1538,除输入变换后视频信号1532外,还输入进位信号1533,根据视频信号和进位信号判断是否进行预充电。
这时,进位信号1533需要与1行前的数据比较,因而比较判断器1541除需要视频信号的行存储器外,还新需要1位进位信号的行存储器。这点与过去的发明实施方式不同。
通过设置进位信号1533用的行存储器,可作图166和图167的判断,能实施本发明。
通过使用上述发明,图160(a)的灰度显示模式中,图160(b)所示那样判断有无预充电,使作为本发明的课题的相同灰度显示也能防止预充电的有无因列而不同所造成的闪烁。
本发明中,作为显示元件,以有机发光元件进行了说明,但只要是发光二极管、SED(表面电场显示区)、FED等电流与亮度形成正比关系的显示元件,使用任何元件都能实施。
如图21至图28所示,通过将采用使用本发明的显示元件的显示装置用于电视机、录像摄像机、便携电话,能实现灰度显示性能较高的产品。
使用有机发光元件的彩色显示装置中,相对于红绿蓝三原色有机发光元件电流的发光效率因各发光色的材料和元件组成而不同。目前状况下绿比蓝效率高2~5倍左右,因而每一灰度需要的电流值相差2~5倍左右。
另一方面,源极信号线寄生电容、水平扫描期则各色相同。因此,变化到规定电流值需要的时间即使每一色显示相同的灰度也相差2~5倍左右。
因此,采用相同的电流预充电期时,使用发光效率低的显示色的像素中,电流量大,因而电压预充电后的源极信号线的电压、电流变化大,显示大于规定亮度的亮度;使用发光效率高的显示色的像素中,电流量小,因而电压预充电后的源极信号线电压、电流变化小,显示变暗。即产生写入不充分的现象。
因此,本发明中,考虑通过构成每一显示色变化6级电流预充电脉冲长度,使与产生写入不充分的发光效率高的显示色的输出端子上,加大预充电脉冲长度,加长最大电流流通期,从而消除写入不充分。
图172是实现本发明用的第1方法。红绿蓝三原色中都能独立控制电流预充电脉冲宽度设定,输出的电流预充电脉冲群1691能各色分别输出6个。由此,各色能独立控制图123所示的预充电电流输出期。根据当前有机发光元件的发光效率进行考虑,则相对于蓝显示像素的电流,红显示像素的电流为约80%,绿显示像素的电流为约50%。
电流差为±20%,则即使电流预充电条件相同,常规电流流通期中也变化到规定电流值,因而可以每一色不分别设定电流预充电脉冲的脉冲宽度,但如本例那样存在50%电流差时,对蓝施加最佳电流预充电脉冲,则绿使电流值不充分变化到规定灰度,亮度变暗。因此,显示白方格图案时,最先被扫描的白行中,仅绿的亮度变小,因而白显示变化到品红。所以,方格图案的边缘看到带色,显示质量降低。
因此,各脉冲都将与绿色对应的电流预充电脉冲宽度设定成2倍时,即使涉及绿色,也能实现规定灰度的显示。
此外,共用电压预充电脉冲451,与色无关。这是因为根据驱动晶体管62的栅极电压与漏极电流的关系施加与黑显示对应的电压,该脉冲相同,不顾显示色,又因为根据源极信号线容量和预充电电压产生部使用的运算放大器的驱动能力决定变化到规定电压的时间,不必每一显示色进行设定。可如图172那样每一色仅分别调整电流预充电脉冲群1174。
不进行电流预充电也能写入的灰度因显示色而不同。1行前的显示为灰度0的情况下,蓝色时不进行电流预充电也能写入大于等于36灰度,但红色时,小于48灰度的显示需要电流预充电,大于等于49灰度则不进行预充电也能写入;绿色时,小于75灰度的显示需要电流预充电,大于等于76灰度则不进行电流预充电也能写入。因此,将电流预充电脉冲的最长脉冲(图123中对应于1174的脉冲)的灰度设定的最大灰度设定成各色需要的灰度份额。通过做成各色能独立设定来自输入到图57的电流预充电期选择单元578的命令D的命令I,可得到实现。本发明的电流预充电插入方法中,以4位进行1行前数据的存放,所以在1行前数据大于等于灰度15时,不能判别该灰度,取决于命令A设定值,但例如命令A的值为1时,1行前数据大于等于灰度14的情况下,显示灰度大于等于13则可不进行电流预充电,然而绿色不施加70灰度发生在1行前数据为0时,如果1行前数据大于或大于14灰度,绿色也能写入大于或大于14灰度的数据,因而显示上没有问题。
图169是本发明的第2方法。图170是示出图169的脉冲合成部1694的内部电路例的图,图171是示出一例使用图169的脉冲产生部1122时输出的电流预充电脉冲波形的图。
图172的组成的情况下,脉冲产生单元694的电路规模与各色共用时相比,为其规模的3倍。
因此,本发明中,使6种电流预充电脉冲的产生部为同一个,并且与电流量小且难以变化的色的像素对应的输出在电流预充电脉冲前或后,根据显示色设定一定时间的脉冲输出期。图171中,在电流预充电脉冲前设置作为电流差校正用脉冲1695插入各色不同的脉冲宽度(也可相同,如1695c所示,电流能充分变化时也可没有脉冲)的插入期1712。
由此,水平扫描期设置首先为电压预充电期1711,其次为电流差校正用脉冲输入期1712、红绿蓝共用6级脉冲纳入期,最后为规定电流写入期(灰度电流写入期)。
为了简化电路组成,使1711和1712的总长度相同,从而电流预充电脉冲1691的始端位置能固定,能使电路组成简化。电压预充电脉冲和电流差校正用脉冲的长度总和短时,在电压预充电脉冲与电流差校正用脉冲之间设置通常的灰度电流写入期,调整定时。
由此,1713期输出的脉冲一如既往地能在脉冲产生单元B1693根据计算器和1096、933的设定值实现1713期中输出的脉冲。与过去相比,仅脉冲上升缘定时不同,因而该部分的电路规模不增加。
另一方面,利用计算器693和校正值设定信号1697输出电流校正用脉冲1695。脉冲为3种,因而与脉冲产生单元B1693相比,能以一半的电路规模构成。
实际实施的电流预充电期是电流差校正用脉冲1695与预充电用脉冲1696(选择抑制1至6个中的1个)的总和,因而设置每一显示取电流差校正用脉冲1695与预充电用脉冲1696的逻辑和用的脉冲合成部1694,以实现每一显示色不同的长度的电流预充电脉冲1691。图171中,作为例子,示出电流预充电脉冲1的波形。电流预充电期能设定成对电流最难变化的绿色变长。图170中,用逻辑和电路构成,但为了减小电路规模,也可预先使预充电用脉冲1696和电流差校正用脉冲1695的输出反相,并以与非电路构成。
由此,脉冲合成部1694和脉冲产生单元A1692的电路规模总和小于脉冲产生单元B1693的电路规模的3倍,则根据本发明,能以比过去小的电路组成实现可设定每一发光色不同的电流预充电期的电路。
极力希望加长电流预充电期后的灰度电流写入期时,不使驱动期1 713为固定值,可根据电压预充电施加期1711的长度改变电流预充电期的启动位置。施加电压预充电后,立即形成1712期。每一显示色,1712期不同。然而,电流预充电期1713恒定,不取决于显示色。每一显示色改变启动位置时,需要每一色改变电流预充电脉冲的发生定时,结果该情况下需要每一色产生预充电用脉冲。由于始终通过共同产生预充电脉冲,不顾各色,有效利用减小电路规模的优点,1712期需要为恒定值。这时,可用将能设定命令的最大宽度作为1712期或检测出当前输入的命令并使1712的长度与输出最大脉冲宽度的电流差校正用脉冲1695的长度一致的方法。
由于显示板大型化或垂直方向的像素数量增加而像素选择期变短情况下,即使比大电流值中间灰度大的灰度,在来自1行前的视频信号变化大时,也难以使电流值充分变化到规定灰度。
即使电流预充电脉冲群1174的脉冲宽度为最大,灰度最大时,预充电期的电流和符合灰度的电流为相同的值,不出现预充电效应。
因此,本发明构成设置使电流预充期中流通的电流大于最大灰度流通的电流的功能,从而能实施最大灰度显示时,利用预充电使电流快速变化到规定电流值。
图173示出实施该组成用的电流输出级的电路组成,图175(a)示出预充电判断线984的值为14时显示灰度222的情况下输出电流的控制方法,图175(b)示出源极信号线的电流值变化状况。
除灰度显示用的电流源241外,还设置电流源171,使大于最大电流的的大电流流通,并且根据新添加的预充电判断线的1位(984b)的值,在电流预充电控制线1181的高电平期使电流源1731输出。
用预充电判断线的3位选择电流预充电期,用1位选择预充电电流值。这时,用低端3位决定时间,用高端1位决定电流量,但用哪一位进行均可。通过利用位划分功能,能减小对预充电判断线984进行译码用的电路。与在6级完成预充电期选择的电路组成相比,现根据电流值大小增加到12级,但增加的电路通过仅添加使电流源1731和电流源1731通断的开关和该开关的控制电路(2输入逻辑积电路)就能实现,因而能极力抑制电流源1731除外的逻辑电路的增加,又能实现高灰度显示也有效的电流预充电。
图174示出预充电判断线的值与预充电运作的关系。用低端3位选择电流预充电期,用高端1位选择电流值。
由此,低灰度用电流值小的白灰度电流,在6级进行预充电;中间灰度~高灰度则增加电流值,加上电流源1731的电流,调解6级的周期,进行电流预充电,从而即使中间灰度~高灰度,电流变化速度也快,可在全部灰度区写入规定灰度。
根据显示板规模和垂直方向的像素数决定电流源1731的电流值大小,从而1水平扫描期的长度大时,根据减小源极驱动器芯片规模的观点,电流源1731相对于电流源241的电流值总和为20%~50%;水平扫描期短时,写入不充分现象显著,因而需要进行预充电时的电流值加大,最好形成电流源241的50%~100%的电流源。
本例中,说明了用1位选择电流源的大小,并且用3位选择预充电期的长短,但用任意位数都能同样实现。
例如,使选择电流源大小的位数为3位时,可准备3个电流源1174(输出与位数加权对应地不同的电流值),并且取是否使各电流源1174输出的控制线与电流预充电控制线1181的逻辑积。图117输出这点。
另一方面,增多预充电期的类型,需要增多脉冲选择部1175的内部组成部分和电流预充电脉冲群1174的脉冲数。对脉冲选择部1175而言,可构成取图119的真值表的遍数多的电路。例如4位的情况下,采取接通最多14遍电流预充电脉冲的方法。
图176的电路在源极驱动器外部设置温度补偿元件1311,使预充电电压根据温度变化。由电子电位器1341给出的电阻值与温度补偿元件1311的电阻值之和决定预充电电压产生部1313输出的电压。
因此,由电子电位器1341调整每一显示板的预充电电压偏差,通过改变温度补偿元件1311的电阻值,使电压值变化,从而又对同一显示板中温度造成的电压值偏移。
由此,源极驱动器36不需要外装调整电位器,能实现谋求降低成本。
此外,用2个或更多的源极驱动器进行显示时,做成仅某一个电子电位器1341输出电压,其它芯片的电子电位器1341的输出与运算放大器分开。通过将与温度补偿元件1311的电源64不同的端子连接到全部源极驱动器36的外部输入1761,能按同一电压输出预充电电压,不取决于源极驱动器的数量。
采用以电流输出型源极驱动器进行显示的有机发光元件的显示装置中,存在垂直消隐期时,由于垂直消隐期什么像素都不选择,源极驱动器的输出为浮动状态。
例如图10那样构成源极驱动器的输出级。这里,在灰度数据54为0以外的数据的情况下,至少1个灰度显示用电流源103以从源极信号线引入电流的方式进行工作。
这里,源极驱动器的输出非加载时,灰度显示用电流源103要引入电流,因而以降低漏极电位的方式进行工作。结果如图181(a)所示即使整个屏幕显示灰度5的模式,源极信号线的电位也如垂直消隐期中在1811所示那样从灰度5显示时的电压下降。示出4水平扫描期的例子,但消隐期结束后,电位降低到1812。
在这种状态下,要写入灰度5的电流,则电压变化需要的量大,而且电流值小,所以变化需要的时间长。因此,如图181(a)所示,不变化到显示灰度5的电压,在1813的电位结束第1行的水平扫描期。图6和图44所示的有源矩阵型显示板中,将水平扫描期结束点(像素选择期结束的时间点)的状态存储在像素内部并加以显示。因此,用比规定灰度(5灰度)时高的亮度显示第1行。
第2行后续于第1行的状态进行变化,因而变化量比第1行少,能变化到规定电位,准确显示灰度。
这样,第1行比其它行源极信号线变化量大,进行光栅显示时,尤其在低灰度上产生第1行亮的问题。
此外,每一灰度的电流小和显示板大型化而水平扫描期变短或源极信号线变大等情况下,由于源极信号线电位不容易变化,有时第2行及其后不能显示规定亮度。这作为课题,在同样的情况下,如果做成第1行能显示,必然第2及其后能准确显示。
因此,本发明设计出的方法利用垂直消隐期中源极驱动器具有的电压预充电功能,施加与黑显示对应的电压,从而防止源极信号线电位急剧降低。
作为第1方法,在垂直消隐期由控制器将灰度0传送到源极驱动器。这时,输入到预充电判断信号产生部1621的视频信号中也插入灰度0,则预充电判断信号产生部1621产生预充电标记。这时,作为电压预充电的设定,设定图61所示的所示中的“必须作电压预充电”,则垂直消隐期的1水平扫描期中施加1次与黑显示对应的电压,并形成图181(b)所示的垂直消隐期内的源极信号电压变化。由此,电压预充电施加期(1818)中形成181 4所示的显示灰度0的电压,灰度0输出期1819中如1815那样变化。由于是灰度0,源极驱动器内部的开关108使灰度显示用电流源103与源极信号线断开,从而认为源极信号线的电位实质上不变化。但是,也考虑开关108的泄露造成电位变化,因而图181(b)中设发生1815那样的电位变化。泄漏电流非常小(小于等于1nA),所以变化量小。因此,第1行写入开始时的电位1816降低不大,即使低灰度显示,电位变化量也小,因而不能充分显示规定灰度。由于第1行能准确显示,第2行及其后必然能显示。
泄漏电流小,并且灰度0输出时的源极信号线电位变化小的情况下,不顾图16中的设定,第1行也能充分写入。这时,除视频信号中插入灰度0的方法以外,也可做成利用源极驱动器36的输出启动51的功能,使源极信号线的灰度显示用电流源与源极信号线分开。输出启动51与源极驱动器36的全部输出关联,启动功能如图186那样运作时,电流输出部1171与输出104断开。由此,源极信号线与源极驱动器断开,从而能防止电位降低。
再者,如图178所示,将检测出输入视频信号的消隐期的数据启动信号1781输入到黑数据插入部1782和预充电判断信号产生部1621,进行图79和图180的判断,则不顾显示0灰度时的电压预充电设定,垂直消隐期中每一水平扫描期能插入电压预充电期1818,可实现图181(b)那样的源极信号线的电位变化。图180将垂直消隐期中预充电判断信号产生部的输出取为7,这是因为源极驱动器侧如图119那样作预充电判断而将输出取为7,但设定值不同时,在源极驱动器侧,电流预充电控制线总为“L”电平,使电压预充电控制线为与451相同的值。
如果在垂直消隐期结束后的第1行中写入电流前源极信号线电位降低,则可认为第1行写入高端灰度。因此,紧接写入第1行前的水平扫描期中至少实施进行电压预充电并输出灰度0。
图182示出写入第1行前的水平扫描期中进行电压预充电时的源极信号线电位的变化。写入1行前的2水平扫描期前,灰度输出为任意,有无预充电均可,即使电位降低到最低电位,电压预充电期1862中电位也变化到1821电平,然后利用0灰度输出期1825使电位变化止于最小值。因此,能使写入第1行前的源极信号线电位为1823,从而低灰度中的变化量小并可进行写入。
因此,可在垂直消隐期结束的最后1水平扫描期实施:必须执行电压预充电并且形成灰度0输出。该扫描期前的期间未必需要实施。可选择容易处理的方法。利用数据启动信号1781时,难以判断垂直消隐期的末尾,因而整个垂直消隐期中进行相同运作较容易实施。
使用本发明的源极驱动器时,如图62所示,第1行的数据可利用第1行检测单元在第1行独自实施预充电。图55中,利用命令C选择实施电流预充电,并利用命令B选择实施电压预充电,则灰度0必须实施电压预充电,以充分写入黑电平电压。
另一方面,灰度0以外则电流预充电期选择单元578中,在图57所示的命令D至命令I内,可作电流预充电期调整和充分写入时,根据灰度进行不作电流预充电的选择。由此,即使是低灰度,也如图183所示,首先在电压预充电期强制瞬时变化到显示灰度0的电压,然后在电流预充电期使源极信号线电压急剧变化到规定电压值,最后依据像素晶体管特性,以常规电流值写入规定的电压。
可充分写入的灰度原本高灰度部多,所以源极信号线电位低。因此,消隐期中,即使电压低,由于变化量小,而且如果是高灰度,用于变化的电流大,所以也能充分变化到规定灰度。另一方面,低灰度时,利用预充电的操作,首先强制使电压变化到黑电平,因而垂直消隐期的电压无论任何,用电压预充电使其变化都没有问题。除第1行外,其后的运作无任何变化,所以能充分写入。
因此,通过图184那样对第1行实施电流预充电,即使不特地作垂直消隐期控制,也能以规定亮度使第1行发光。
利用上述运作,能使第1行以规定亮度发光,从而实现显示质量高的显示装置。
再者,做成垂直消隐期中,源极驱动器总进行电压预充电的电压输出,则消除源极信号线电位往白方向变化。
为此,如图187(a)所示,需要在垂直消隐期中和常规显示期中使电压预充电脉冲变化。常规显示中,电压预充电脉冲可为1微秒~3微秒。另一方面,垂直消隐期中,需要电压预充电脉冲总处在高电平(高电平时执行电压预充电)。而且,无电压预充电也能准确显示各灰度时,显示期可以不施加电压预充电,因而可以使预充电标记为0,或者如图187(b)那样总为低电平。根据本发明,其特征是:垂直消隐期的电压预充电脉冲和显示期的电压预充电脉冲形成不同的状态。
再者,为了在垂直消隐期对源极信号线施加显示0灰度时的电压。因此,如图188所示,使用本发明的源极驱动器时,控制成使预充电标记为7,并将该标记与预充电脉冲合在一起,以总输出预充电电压。
为了这样判别垂直消隐期和显示期,以改变预充电脉冲的宽度,需要能每一水平扫描期设定预充电脉冲的长度。
本发明中,使用如图28、图29、图30那样输入数据和命令的源极驱动器,并能1水平扫描期更改1次命令。在输入命令传送期302的定时脉冲849时,将命令传送到源极驱动器内部的寄存器,保持其值。由于1水平扫描期中输入1次定时脉冲,为了利用此功能在垂直消隐期和显示期改变脉冲宽度,可在图29的命令输入期输入命令时,输入电压预充电脉冲宽度设定命令。
图190示出包含命令寄存器1902的源极驱动器的电路框图。由命令与数据分离部931利用命令数据识别信号将视频信号线856的数据分成显示用数据、各种设定用数据和栅极驱动器控制信号。显示用数据和栅极驱动器控制信号使串行传送的数据变换成并行传送后,依次传送到驱动器内部。另一方面,构成各种命令(调整基准电流用的电子电位器设定、调整预充电电压用的电子电位器设定、电流预充电脉冲1至6和电压预充电脉冲的脉冲宽度设定,而且红绿蓝发光效率不同而设定电流变大时,作为源极驱动器,基准电流调整、电流预充电脉冲1至6的脉冲宽度最好能红绿蓝分别独立控制),尤其是预充电脉冲宽度设定,如图69那样使用计数器693输出脉冲,直到设定值与计数值一致;计数器运作中更改设定时,逻辑不稳定,因而必然在定时脉冲848输入后更改,以便在计数器运作结束后更改设定。
再者,本发明的源极驱动器具有能输出2个系统的栅极驱动器控制用的信号的功能。这是因为图6的电流复制器用的像素组成和图44的电流镜型像素组成中,1个像素需要2条栅极信号线,为了分别对其依次进行扫描,1个显示装置装有2个栅极驱动器,从而需要1个源极驱动器对2个栅极驱动器发送控制信号。
栅极驱动器输出启动信号1901用于在不必从源极驱动器输出栅极驱动器控制信号时,切断不需要的输出,使信号不发出到外部。
使用2个源极驱动器时,对各芯片中远离栅极驱动器侧的控制线各1条使启动功能有效,不输出多余的信号,因而具有低功率化和抑制阵列产生噪声的优点。
上述说明中,取为单色输出的驱动器进行了说明,但多色输出驱动器中也可用。准备显示色数的相同电路即可。例如输出红、绿、蓝这3色时,可在同一IC内装入3个相同的电路并分别当作红用、绿用、蓝用的电路使用。
上述说明中,将晶体管取为MOS晶体管,进行了说明,但MIS晶体管和双极晶体管中也同样可用。
此外,晶体管为结晶硅、低温多晶硅、高温多晶硅、非晶型硅、砷镓化合物等任何材料,也可应用本发明。
本发明的程序可用于使计算机执行上述本发明自发光型显示装置的驱动方法的全部或部分步骤的动作,并且与计算机协同运作。
本发明可以是一种媒体,承载上述使计算机执行本发明自发光型显示装置的驱动方法的全部或部分步骤的全部或部分动作用的程序,可由计算机读取,而且读取的所述程序与计算机协同执行上述动作。
再者,本发明的上述“部分步骤”含义为该多个步骤内的几个步骤,或者1个步骤内的部分动作。
又,本发明包含记录本发明程序的、计算机可读取的记录媒体。
又,本发明程序的一种利用方式可为:记录在计算机可读取的记录媒体中并与计算机协同运作。
本发明程序又一种利用方式可为:在传输媒体中传送,并由计算机读取后,与计算机协同运作。
又,作为本发明的数据结构,包含数据库、数据格式、数据表、数据清单、数据类型等。
又,作为记录媒体,包含ROM等;作为传输媒体包含互联网等传输机构、光、电波、声波等。
又,上述本发明计算机不限于CPU等纯硬件,可包含固件、OS,还可包含外围设备。
再者,如上文所说明,本发明的组成可用软件方式实现,也可用硬件方式实现。
工业上的实用性
采用本发明,则能在自发光型显示装置的显示中,加快从变化速度慢的低灰度变化到高灰度,作为例如显示用驱动装置、显示装置等是有用的。

Claims (30)

1、一种自发光型显示装置的驱动方法,该显示装置具有排列成矩阵状的自发光元件、以及与各所述自发光元件对应设置的各像素电路,其特征在于,包含以下步骤:
在第1期间,对所述各像素电路施加符合显示灰度的灰度电流的步骤;
在后续于所述第1期间的第2期间,对所述自发光元件施加基于所述灰度电流的显示电流,以显示相符的所述显示灰度的步骤;以及
在所述第1期间前的第3期间,根据规定的第1条件对所述自发光元件施加预充电电流的步骤。
2、如权利要求1中所述的自发光型显示装置的驱动方法,其特征在于,
可对应于授予向所述自发光元件上施加的显示电流的显示灰度,改变所述第3期间。
3、如权利要求1中所述的自发光型显示装置的驱动方法,其特征在于,
对所述矩阵的同一列上的规定行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值与所述规定行的下一行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值进行比较;
作为所述规定的第1条件,在这些电流值的差额大于等于规定值的情况下显示所述下一行时,在所述第3期间对所述下一行的所述自发光元件施加预充电电流。
4、如权利要求3中所述的自发光型显示装置的驱动方法,其特征在于,
所述第3期间可随所述差额的大小改变。
5、如权利要求1或3中所述的自发光型显示装置的驱动方法,其特征在于,
对所述矩阵的同一列上的规定行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值与所述规定行的下一行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值进行比较;
作为所述规定的第1条件,在这些电流值的差额小于规定值的情况下显示所述下一行的所述自发光元件时,不施加所述预充电电流。
6、如权利要求1中所述的自发光型显示装置的驱动方法,其特征在于,
作为所述规定的第1条件,在所述自发光元件进行的显示的显示灰度为与黑显示对应的电流值的情况下进行该显示时,不施加所述预充电电流。
7、如权利要求1中所述的自发光型显示装置的驱动方法,其特征在于,
所述预充电电流的值是相当于进行白显示的电流值。
8、如权利要求1中所述的自发光型显示装置的驱动方法,其特征在于,
从分别与预先在驱动电路中准备的多个脉冲长度对应的第3期间群,选择所述第3期间。
9、如权利要求1中所述的自发光型显示装置的驱动方法,其特征在于,
还包含在所述第3期间前的所述第4期间,根据规定的第2条件对所述自发光元件施加规定的电压的步骤。
10、如权利要求9中所述的自发光型显示装置的驱动方法,其特征在于,
对所述矩阵的同一列上的规定的行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值与所述规定行的下一行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值进行比较;
作为所述规定的第2条件,在这些电流值的差额大于等于规定值的情况下显示所述下一行的所述自发光元件时,在所述第4期间对所述下一行的所述自发光元件施加所述规定的电压。
11、如权利要求9中所述的自发光型显示装置的驱动方法,其特征在于,
作为所述规定的第2条件,在所述自发光元件进行的显示的显示灰度为与黑显示对应的电流值的情况下进行该显示时,在所述第4期间对所述自发光元件施加所述规定的电压。
12、如权利要求9中所述的自发光型显示装置的驱动方法,其特征在于,
所述规定的电压是等于与所述自发光元件最后进行的显示时施加的电流值相当的电压、或相当于进行低灰度色显示时的电压。
13、如权利要求12中所述的自发光型显示装置的驱动方法,该显示装置使用有机发光元件,其特征在于,
所述第1电压是相当于进行黑显示时的电压。
14、一种自发光型显示装置的显示控制装置,其特征在于,
该自发光型显示装置具有排列成矩阵状的自发光元件、以及与各所述自发光元件对应设置的各像素电路,并且在第1期间,对所述各像素电路施加符合显示灰度的灰度电流,在后续于所述第1期间的第2期间,对所述自发光元件施加基于所述灰度电流的显示电流,以显示相符的所述显示灰度;
所述显示控制装置包含在所述第1期间前的第3期间,根据规定的第1条件对所述自发光元件施加预充电电流的预充电电流施加单元。
15、如权利要求14中所述的自发光型显示装置的显示控制装置,其特征在于,
可对应于向授予所述自发光元件上施加的显示电流的显示灰度,改变所述第3期间。
16、如权利要求14中所述的自发光型显示装置的显示控制装置,其特征在于,
对所述矩阵的同一列上的规定行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值与所述规定行的下一行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值进行比较;
作为所述规定的第1条件,在这些电流值的差额大于等于规定值的情况下显示所述下一行时,在所述第3期间对所述下一行的所述自发光元件施加预充电电流。
17、如权利要求16中所述的自发光型显示装置的显示控制装置,其特征在于,
所述第3期间可随所述差额的大小改变。
18、如权利要求14或16中所述的自发光型显示装置的显示控制装置,其特征在于,
对所述矩阵的同一列上的规定行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值与所述规定行的下一行中的所述自发光元件进行的显示的显示灰度所对应的电流值进行比较;
作为所述规定的第1条件,在这些电流值的差额小于规定值的情况下显示所述下一行的所述自发光元件时,不施加所述预充电电流。
19、如权利要求14中所述的自发光型显示装置的显示控制装置,其特征在于,
作为所述规定的第1条件,在所述自发光元件进行的显示的显示灰度为与黑显示对应的电流值的情况下进行该显示时,不施加所述预充电电流。
20、如权利要求14中所述的自发光型显示装置的显示控制装置,其特征在于,
所述预充电电流的值是相当于进行白显示的电流值。
21、一种自发光型显示装置的电流输出型驱动电路,其特征在于,
该自发光型显示装置具有排列成矩阵状的自发光元件、以及与各所述自发光元件对应设置的各像素电路,在第1期间,对所述各像素电路施加符合显示灰度的灰度电流,在后续于所述第1期间的第2期间,对所述自发光元件施加基于所述灰度电流的显示电流,以显示符合的所示显示灰度,并且在所述第1期间前的第3期间,根据规定的第1条件对所述自发光元件施加预充电电流,
所述电流输出型驱动电路包含同时产生时间长度不同的多个所述第3期间的第3期间产生单元。
22、如权利要求21中所述的自发光型显示装置的电流输出型驱动电路,其特征在于,
根据施加所述预充电电流时的脉冲长度,产生所述多个第3期间。
23、如权利要求21中所述的自发光型显示装置的电流输出型驱动电路,其特征在于,
用作电流输出型源极驱动电路。
24、一种自发光型显示装置,其特征在于,包含
排列成矩阵状的自发光元件;
与各所述自发光元件对应设置的各像素电路;以及
驱动所述自发光元件和所述像素电路的驱动电路,
作为所述驱动电路,至少具有一个或更多权利要求21中所述的电流输出型驱动电路。
25、一种自发光型显示装置,其特征在于,包含
排列成矩阵状的自发光元件;
与所述自发光元件对应设置的各像素电路;
权利要求14中所述的自发光型显示装置的显示控制装置;以及
权利要求21中所述的自发光型显示装置的电流输出型驱动电路,
所述显示控制装置执行有关施加所述预充电电流的动作。
26、如权利要求24或25中所述的自发光型显示装置,其特征在于,
所述自发光元件是有机EL元件。
27、一种电子设备,其特征在于,
设置权利要求26中所述的自发光型显示装置作为显示单元。
28、如权利要求21中所述的电子设备,其特征在于,
用作电视机。
29、一种程序,其特征在于,
用于使计算机执行权利要求1中所述的自发光型显示装置的驱动方法的,在第1期间,对所述各像素电路施加符合显示灰度的灰度电流的步骤;在后续于所述第1期间的第2期间,对所述自发光元件施加基于所述灰度电流的显示电流以显示相符的所述显示灰度的步骤;以及在所述第1期间前的第3期间,根据规定的第1条件对所述自发光元件施加预充电电流的步骤。
30、一种记录媒体,可由计算机进行处理,其特征在于,
记录权利要求29中所述的程序。
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